LTE关键技术及动向

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TD-LTE终端关键技术和最新进展中国移动研究院2013年8月目录终端架构及发展趋势TD-LTE芯片及终端产业概况TD-LTE终端关键技术TD-LTE终端阶段测试情况后续工作展望第一章目录终端架构及发展趋势1、终端架构简析2、终端现状及总体发展趋势终端的概念•TD家庭网关•TD无线座机/家庭手机•家庭信息机•手机(Smart Phone/Feature Phone)•G3随E行/数据卡•笔记本内置TD通信模块(上网本)•阅读终端•行业专用终端•M2M终端终端的概念并不局限于手机,在移动互联网时代,终端的概念进一步扩充并丰富化,起着基础设施的重要作用融合通信终端平板电脑/电视•客户端(PC/手机)•SIP话机•多核CPU•主频1G以上•手机操作系统基础上,将实现多窗口,多任务操作等增强功能•分辨率提升到1280×800及以上和对3D显示的支持TD-LTE终端数据卡/嵌入式模块MiFi移动接入网关多模双待智能终端*多模单待手持终端终端基本架构本地 应用 BAE浏览器微技 操作 系统中间件 /能力层 客户端 /应用层终端软件JVMDalvik联网 应用终端硬件 通信芯片 应用芯片 传感器 其他硬件硬件 /通信层第一章目录终端架构及发展趋势1、终端架构简析2、终端现状及总体发展趋势全球移动宽带需求呈持续爆炸性增长,大数据时代来临“到2013年,移动通信数据流量将增加66倍”——摩根斯坦利软银宣称在过去的10年里,数据流量增加了1000倍,而到2021年将再次增加1000倍。

手机的数据化、宽带化趋势日益明显,运营商传统的语音业务不断被侵蚀、价值不断下降日益丰富的互联网应用与服务 使得传统的移动通信业务被逐渐取代语音 <label>短信<label> 增值服务1 2 1 视频通话 短信点对点/群发 1 2 3 邮件 手机视频 手机阅读 基础通话 4 手机导航 5 即时通信iMessage用户使用手机的时间:超过60%被花在手机的新应用上! 2011年智能手机出货量较2010年增长60%,预计到2015年将达到10亿。

Global Smartphone Shipment2010-2015(000,000s)Source: IDC, Oct 20112010 2011 2012 2013 2014 2015Viber国际移动应用产业呈现Android 和iOS 两大生态系统逐鹿的局面数据来源:ABIresearch2011年移动应用下载量市场份额✓2011年移动应用产业呈现iOS 和Android 双雄争霸的格局,Android 有后来居上的趋势。

✓截至2011年9月中旬, 全球iOS 和Android 的应用总数已达到100万,其中iOS 应用52万,月平均增长率5%;Android 应用48万,月平均增长率11%。

✓2011年第二季度 Android 应用的下载量超越 iOS ,成为下载量最大的移动应用生态系统!数据来源:Appsfire智能终端软件平台全球市场份额 2011 Q2当前国内3G 终端市场现状走势及挑战各3G 制式终端国内增量市场占有率510152025中国移动 TD-SCDMA联通 WCDMA电信 EVDO2.8213.1国内三大运营商3G 峰值速率(Mbps)●中国移动3G 发展困境:由于TD-SCDMA 数据速率明显低于竞争对手的WCDMA 或EVDO ,且终端成熟度、款型数量明显低于竞争对手,导致中国移动G3用户增长乏力,TD-SCDMA 终端新增市场占有率低于竞争对手,特别是与联通WCDMA 有显著差距。

●为了扭转中国移动在3G 数据速率、产业环境方面的劣势,必须大力推动TD-LTE 的端数据来源:赛诺《中国移动市场2012年度4月份3G 月度分析报告》目录终端架构及发展趋势TD-LTE芯片及终端产业概况TD-LTE终端关键技术TD-LTE终端阶段测试情况后续工作展望中国移动TD-LTE芯片/终端总体推进计划2010年2011年2012年2013年技术试验规模试验一阶段规模试验二阶段扩大规模试验单模终端成熟单模芯片终端首发数据卡+移动接入网关商用?多模终端成熟多种产品形态已完成已完成面向商用端到端智能手机遍历性测试进行中TD-LTE 数据终端产品形态CPEMiFi更便携平板电脑旅游办公家庭数据卡产品定位:为单个用户提供TD-LTE 高速无线接入用户体验:享受与有线连接相同品质 的无线宽带体验产品定位:同时为多个具备WiFi 接入能力的用户提供TD-LTE 高速 数据连接,共享无线宽带连接用户体验:多个WiFi 用户均可以享受到比TD-SCDMA 高几十倍的 数据速率产品定位:为单个用户提供更加个 性化的移动互联网业务和TD-LTE 视 频类特色业务用户体验:低时延、流畅的的高清 Facebook网上购物 游戏 视频 电子书 即时通讯 在线影院在线搜索 MobileMarketTD-LTE 芯片产业快速稳步发展TD-SCDMA 芯片产业:仅有6家厂商支持,产业支持力度薄弱传统的TD-SCDMA芯片厂商TD-LTE 芯片产业:超过17家芯片厂商,并承诺基于单芯片支持LTE TDD/FDD ;目前高通、海思、Altair 等厂商已提供LTE TDD/FDD 融合芯片传统的TD-SCDMA芯片厂商传统的FDD 芯片厂商新兴的芯 片厂商传统的Wimax 芯片厂商芯片厂家基带芯片工艺终端厂商多模多频支持能力推出时间高通28nm三星5模10频2012.10 Sony 5模11频(含B41)2013.4 天语5模10频2013.8富士康5模10频2013.7 华为5模10频2013.9 中兴5模10频2013.9 海信5模10频2013.9 三星5模10频2013.5 HTC 5模10频2013.7Marvell 40nm中兴4模8频2013.4宇龙4模8频2013.6 40nm 联想3模8频2013. Q4MTK 28nm TBD 5模12频2013. Q4 海思28nm 华为5模12频2013. Q4 TD-LTE多模多频手机产业进展-多模双待手机●2013年底将有至少10个终端厂家基于4个芯片平台推出至少15款LTE多模双待手机芯片厂家芯片工艺终端厂商多模多频支持能力推出时间高通28nm三星5模10频2012.11 Sony 5模11频(含B41)2013.4 中兴5模10频2013.5 LG 5模10频2013.6 三星5模10频2013.5 富士康5模10频2013.4海思40nm 华为5模10频2012.11TD-LTE多模多频手机产业进展-CSFB手机●已有6个终端厂家基于2个芯片平台推出7款LTE多模CSFB手机目录终端架构及发展趋势TD-LTE芯片及终端产业概况TD-LTE终端关键技术TD-LTE终端阶段测试情况后续工作展望第三章目录TD-LTE终端关键技术1、LTE TDD/FDD融合发展问题2、TD-LTE多模多频段问题3、TD-LTE终端话音解决方案LTE TDD/FDD 融合发展问题借助市场规模效应降低终端成本,实现我公司“走出去,请进来”的LTE 发展战略,通过3GPP 、GTI 、●TD-SCDMA 、WCDMA 和CDMA2000三种标准差异较大 ●TD-SCDMA 、WCDMA 和CDMA2000市场规模差距大 ●TD-SCDMA 、WCDMA 和CDMA2000不共芯片平台和射频前端●TD-SCDMA 、WCDMA 和CDMA2000终端产业支持力度差距大无法共享全球市场规模效应!●2008年:实现标准融合,走主流之路 LTE TDD/FDD 协议栈90%以上相同 ●2010-2011年:实现芯片平台融合,解决产品实现关键LTE TDD/FDD 共基带芯片、共射频芯片 ●2012-2013年:实现射频前端融合,进一步提升融合方案市场竞争力LTE TDD/FDD 共功放、共射频前端模块 ●2013-2014年:实现终端融合国际化推广,共享市场规模!降低终端成本LTE TDD/FDD 终端融合发展3G 终端融合现状第三章目录TD-LTE终端关键技术1、LTE TDD/FDD融合发展问题2、TD-LTE多模多频段问题3、TD-LTE终端话音解决方案LTE 引入后全球运营商均面临多模多频段需求LTE 引入后,终端需兼容LTE 与现有2G/3G 制式,支持更多频段LTE 频谱离散,为实现全球漫游,终端需支持比2G/3G 更多的频段多网运营需求LTE 国际漫游需求+LTE 引入后,多模多频段是全球运营商面临的共性问题,为实现国际漫游,无论是FDD 运营商还是TDD 运营商,都需要在终端额外增加支持较多频段多模多频段对终端产品实现带来的挑战●成本挑战:–TD-SCDMA 模作为必选要求,将提升多模基带芯片成本 –多频段引入将增加终端射频前端器件成本●体积挑战:多模多频段引入将造成终端体积因器件增多而增大 ●性能挑战:–网络搜索时间变长–LTE 系统内以及LTE 与WLAN 等系统间的共存干扰引起射频性能恶化●市场竞争力挑战:频谱离散使得运营商多模多频段需求各异,造成市场离散,无法形成规模效应,终端成本难以降低●产业支持能力挑战:–TD-S 作为必选要求,提升了无TD-S 研发经验厂商介入我公司多模产业链的门槛,使得产业支持时间有所延迟开关电源基带芯片射频芯片SAW 滤波器功放开关低通滤波器管理芯片双工器射频前端芯片平台天线接收通路发射通路我公司多模多频段选择策略:立足本网运营,精简漫游需求⏹必选支持TD-LTE、LTE FDD国际主流频段,确保TD-LTE与LTE FDD的融合与兼容发展⏹语音终端必选支持GSM国际主流频段,服务我公司运营及国际漫游⏹必选支持TD-SCDMA主要频段,服务我公司运营(政府要求)⏹优选支持重点漫游国家的TDD、FDD专用频段⏹适当兼顾LTE无法漫游地区的WCDMA频段⏹综合考虑芯片支持能力和终端产品市场竞争力(成本、体积、性能)LTE国际漫游需求:全球LTE部署蓝图红色标注:已承诺部署的运营商,蓝色标注:已商用部署的运营商●截至2012年5月,全球97个国家的319家运营商已承诺商用部署或正在测试LTE网络,其中已有72家运营商在37个国家商用发布LTE服务。

LTE 国际漫游需求:全球主流漫游频段分析亚洲(可漫游中国、日本、韩国、印度、沙特等)B1B3 B7 B8 B38 B39 B40 B41 2100180026009002600190023002600B3 B7 B20 B38 B39 B40 18002600800260019002300欧洲(可漫游沃达丰、德电、Telefonica 、Orange 、俄罗斯等)B2B4B5B13B17B411900 1700 850 700 700 2600北美(可漫游AT&T 、Verizon 、Clearwire 、加拿大等)B2 B4 B5 B7 B8 B38 1900170085026009002600南美(可漫游巴西、墨西哥、哥伦比亚等)B1 B3B7 B40 大洋洲(可漫游澳大利亚、新西兰等)目前全球LTE 主流漫游频段有14个,已在不同地区相继部署● TDD 频段:4个 可实现到五大洲的漫游 (B38/39/40/41)● FDD 频段:10个B1/3/7/13/17/20/4最主流可实现到五大洲的漫游 (B1/2/3/4/5/7/8/13/17/20)中国移动TD-LTE 终端多模多频段选择方案我公司频段TD-LTE: D/E/F 频段 (B 38/39/40)漫游至欧洲、亚洲、北美TD-SCDMA: A/F 频段 (B 34/39) GSM: 900/1800MHz (B 3/8)漫游至欧洲、亚洲、南美洲、大洋洲国际漫游频段FDD LTE : B 1/17/4*/20* 漫游至亚洲、北美洲、南美洲、欧洲 WCDMA : 2100/1900/850MHz (B 1/2/5) 世界漫游GSM : 850MHz (B 5) 漫游至北美洲、南美洲引导型需求(五模十二频)香港公司频段FDD LTE: 1.8/2.6GHz (Band 3/7)漫游至欧洲、亚洲、南美洲、大洋洲TD-LTE : B 41 漫游至北美洲、亚洲多模多频段选择方案TD-LTE: 推荐支持B41国际漫游频段GSM: 1900MHz (B 2) 漫游至北美洲、南美洲 基本型需求(五模十频)提升产业多模多频段支持能力:采用射频优化方案⏹射频前端模块化方案在技术实现和产业化方面不存在技术瓶颈,厂商可在3-6个月提供产品开关电源基带芯片射频芯片SAW 滤波器功放开关低通滤波器管理芯片双工器射频前端芯片平台天线接收通路发射通路采用射频前端模块化方案,将多个频段的SAW 滤波器、双工器、低通滤波器以及开关等器件集成在一起,降低终端产品成本、PCB 板面积采用射频前端模块化方案,将支持多个频段的PA 集成在一个PA 或模块中,降低终端产品成本、PCB 板面积 射频芯片采用独立接收通道支持多频段需求,提升射频接收性能,便于匹配射频前端器件多模多频段问题小结⏹LTE引入后,多模多频段是全球运营商面临的共性问题,为实现国际漫游,无论是FDD运营商还是TDD运营商,都需要在终端额外增加支持较多频段。