Marvell张路:射频前端需跨越技术和成本障碍

来源: 作者:—— 时间:2015-11-30 17:10

成本 marvell 载波聚合 射频前端

载波聚合技术对4G+网络的重要性不言而喻,正如上述所述,此技术实现起来却并非易事,需要各个端的紧密配合方能推进商用,目前整个产业链都面临不小的挑战,首当其冲就是带内非连续载波和TDD/FDD带间载波带来的挑战。

众所周知,全球有几百个频谱资源供运营商使用,而不同运营商的频谱资源、网络部署策略以及用户层级均不同,这导致全球范围内载波聚合的频段组合非常复杂,特别是带内非连续载波以及FDD/TDD带间载波,是相对带内连续载波而言更为难实现的技术,这是目前芯片厂商共同面临的技术挑战。

Marvell移动产品资深总监张路博士也认为,载波聚合对射频前端提出了很大的挑战,特别是跨频段的信号发射和接收,需要射频芯片高效满足网络测试的要求,这是一大技术难点。不仅如此,射频前端的挑战还延伸到成本的控制上面。“载波数量越多,频谱资源的利用效率就越高,网络也会更加灵活,但是成本也会相应增加。当前支持不同制式的处理器越来越多,如何在控制好成本的同时又将芯片效益发挥到最好,这很关键。对Marvell来说,研发团队花了很大的力气去做射频前端的优化,真正做到在体验增加的同时成本没有太大的影响。这个成本不仅是指芯片端的处理能力需要增加成本,智能手机终端要实现不同频谱之间的聚合能力也要增加成本。”张璐说。

关于成本带来的挑战,张路博士强调,目前成本的增加还是比较显著的,尤其是在聚合的频段数要求多的情况下,成本就越高,同时载波聚合制式组合的种类越多,成本也越高。目前,整个通信行业处于载波聚合技术商用的初期,基带和射频前端还在逐步优化,射频处理的时间要更久一点,尤其是一些针对大众市场的低成本的解决方案,多载波现在还处于初级研发阶段,此时射频前端成本的增加一定远远超过基带成本的增加。

不过张路表示,相比载波聚合在芯片端的技术瓶颈,其对运营商的挑战可能更大。“载波聚合虽大幅度提高了网络传输速率,但必须达到全网覆盖才能真正有好的体验,这对运营商来说挑战非常大。而相比一般的4G网络制式,运营商最大的挑战又在于TDD和FDD混合网络,如何在不同的区域、不同的覆盖情况下去做好布网非常关键。此外,用户是否愿意使用载波聚合也很关键,所以运营商要先把网络布建好,把用户体验提升起来,让用户真正感受到LTE-A和LTE网络的不同之处,这样载波聚合才能真正走进市场,否则它只是一个技术演示。”

相对国外运营商分散的频谱资源而言,国内运营商的频谱资源相对比较集中。国外运营商目前还存在单个为5MHz的载波,他们需要将更多个载波聚合起来才能达到预期的传输速率,因此他们对三个、四个载波的需求较多,而国内的运营商单个载波已达20MHz,因此目前最多只需要支持三个载波,且都是频段内连续载波,技术难度并没有特别突显出来。而如果将来要逐渐支持到更多载波,包括带内非连续载波和带间载波,就会对射频的要求更加高,同时对终端的天线设计与和成本都会带来一定挑战。

在与中国运营商的合作与测试方面,Marvell张路博士告诉记者,在初级阶段,芯片商对射频芯片的设计与测试做得比较多,然后会跟终端一起去做优化,如一起去布局PCB板子,做完之后要花很多精力再去做测试,以保证信号发射和接收处理得更顺畅。Marvell跟运营商的合作同样很密切,在国内跟中国移动做联合测试,在海外也在跟美国、欧洲等国家的运营商在做测试。

在测试的过程中,运营商会对芯片端提出一些要求,张路表示,一是对载波聚合怎样去运用及时间点的问题,比如是同频段的载波聚合,还是异频段的载波聚合,是几个载波的聚合,上行用什么样的方式去做,不同的运营商会有不同的需求,比如中国运营商对上行要求迫切一点,TDD上行速率本来就慢,这跟运营商频谱的持有率有关,TDD有些频段比较宽,做载波聚合比较方便,但是传播特性可能不十分理想,如果上行也要做两个频段的载波聚合,这样对成本和处理能力都会提高很多,甚至也会提高网络要求,所以要跟运营商做很多的沟通,在现网里面去做测试和综合的评估。

反之,芯片端对运营商的要求是,网络发展的趋势很重要,运营商对技术发展的或者布网的方式要很明确,如此芯片端才能针对性做一些优化。
作为通信芯片端的另一大巨擘,Marvell张路博士也表示,载波聚合是LTE-A很关键的技术之一,产业链都为此技术做了开发和准备工作。Marvell上半年在MWC期间发布了载波聚合调制解调器芯片组Marvell ARMADA Mobile PXA1826,年底前就可以量产。而出于平板和手机等移动产品的需要,下半年Marvell还会推出业界首款高性价比、支持20+20MHz载波聚合的R10 LTE单芯片系统——ARMADA Mobile PXA1918,主要用于TDD网络,支持Cat.7,上下行速率均支持双载波(下行300Mbps,上行100Mbps),目前已经处于测试阶段。

问及如何面对未来激烈的竞争形式,Marvell张路博士称,载波聚合只是LTE-A其中的一个技术,整体来讲,要把上下行速率和频谱资源的利用效率提高,把终端做得更加优化,除了CA技术,还有很多别的技术需要突破,比如载波聚合通常覆盖会有干扰,如何做好抗干扰很关键,同时,网络部署会走向更高阶的技术,比如多点协调发射,对信号如何去合成,这些技术其实都会逐步演变进来。另外,物联网来了,其对速率的要求并不是很高,但对功耗和续航的要求很高,无论是车载还是M2M,都是互联互通的技术,在能源有限的情况下,功耗方面的突破也是一个方向。

至于未来载波聚合在5G技术上的突破,张路表示,5G技术还处于研究阶段,现在手机已经有了2G、3G、4G LTE及Wi-Fi(多频,还包括2.4G和5G的Wi-Fi),Wi-Fi已经有了802.11 ac标准的产品,相当于是LTE的载波聚合,现在的手机已经是5个载波,如果使用了802.11 ac,就不是简单的线性的往上走,而是把不同的通信技术更好地利用起来,达到更好的通信效率,通过不同的场合把它做得更好。在终端布局上,张路表示一定会高中低端全部普及,希望载波聚合广泛得到应用,因为不管是4000元还是500元的手机,对高速率的追求是一样的。

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