21ic訊 業(yè)界翹首以待的4G牌照終于發(fā)放了。工信部為三大運(yùn)營商均頒發(fā)了TD-LTE制式的4G牌照。具體頻段分配為：中國移動(dòng)獲得1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz，中國聯(lián)通獲得2300-2320MHz、2555-2575MHz，中國電信獲得2370-2390MHz、2635-2655MHz。據(jù)悉，不久的將來，聯(lián)通、電信還將獲頒FDD-LTE許可。

從最初的調(diào)頻無線電話，到如今的智能手機(jī)或平板電腦，每一次移動(dòng)設(shè)備的更新?lián)Q代都催生了用戶對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的更高要求。從最初的通話、短信、彩信，再到今天擁有三億癡迷用戶的微信、視頻播放，日益復(fù)雜的應(yīng)用一次次挑戰(zhàn)著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的極限。據(jù)艾媒咨詢?cè)凇?013中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告》中指出，2013年上半年中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)突破5億大關(guān)，2013年年底這一數(shù)據(jù)將達(dá)到5.7億。預(yù)計(jì)2014年第一季度，中國手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模將超過整體PC網(wǎng)民規(guī)模。4G 網(wǎng)絡(luò)正是在如此爆炸式增長的業(yè)務(wù)需求下應(yīng)運(yùn)而生。

為了應(yīng)對(duì)未來移動(dòng)數(shù)據(jù)指數(shù)級(jí)別的增長，對(duì)運(yùn)營商而言，提高自己的網(wǎng)絡(luò)容量勢(shì)在必行。實(shí)施的途徑則有幾種：一是提高頻譜的效率，即在每MHz上承載更多數(shù)位——這是LTE部署的最終動(dòng)因;二是獲取更多的頻譜使用權(quán)——但頻譜的資源總是有限，已經(jīng)成為無線通信中最寶貴的資源;三是增加基站中無線收發(fā)設(shè)備的部署，如中國移動(dòng)的8個(gè)接受器和8個(gè)發(fā)射器的部署即是為了在小區(qū)邊緣提供更好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

從設(shè)備商的角度而言，也有幾種方式來幫助提升網(wǎng)絡(luò)容量。第一種是超級(jí)宏，即提高放大器的功率使信號(hào)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。此外，還需要增加MIMO，即收發(fā)設(shè)備來保證小區(qū)邊緣的覆蓋。進(jìn)一步考慮到用戶分布的不均衡，在機(jī)場(chǎng)或大型公眾場(chǎng)所等人員密集的熱點(diǎn)地區(qū)還需要低功率的無線電設(shè)備來加強(qiáng)覆蓋?？梢?，設(shè)備商需要高密度、低功耗、單一設(shè)計(jì)的無線電設(shè)備，既可用于宏基站、小區(qū)邊緣、熱點(diǎn)區(qū)域等，也能適用于寬廣的頻帶與多種制式。

遺憾的是，盡管移動(dòng)業(yè)務(wù)量飛速增長，在過去20年間，無線電收發(fā)信息的設(shè)計(jì)卻停滯不前，一直沿襲了固有的模擬方案，擴(kuò)展性很差(見圖1)。圖中可見，該模塊中有兩個(gè)接受器和兩個(gè)發(fā)射器，由多個(gè)分立的小器件組成。該設(shè)計(jì)的局限在于其固定的物理尺寸及功耗預(yù)算。舉例來說，如果想將它升級(jí)為LTE技術(shù)所需的8T8R的設(shè)計(jì)，則需要在原有空間置入四倍的收發(fā)信息。此外，該設(shè)計(jì)是針對(duì)某個(gè)特定頻段，如果要改換頻段，則需要全面改變?cè)O(shè)計(jì)。

圖1 - 收發(fā)器的傳統(tǒng)分立式設(shè)計(jì)

顯然，傳統(tǒng)的收發(fā)器設(shè)計(jì)很難有效解決多頻段的問題。在此次4G頻段劃分中，中國移動(dòng)無疑拔得頭籌，共獲得130M頻段，中國電信及中國聯(lián)通分別獲得40M。在如此寬廣的頻譜規(guī)劃下，可在多頻段內(nèi)運(yùn)行的高集成無線芯片組對(duì)于TDD-LTE 成為了必需，能支持D 頻段100MHz的超寬頻多載波技術(shù)無疑將在迫在眉睫的4G部署中獲得青睞。

PMC 公司在通信領(lǐng)域辛勤耕耘多年，在以往的移動(dòng)通信發(fā)展中，無論是GSM網(wǎng)絡(luò)、2G、3G網(wǎng)絡(luò)，還是當(dāng)前的4G TDD-LTE部署中都提供了相關(guān)的芯片方案。過去數(shù)年間，基于如上所述的種種考量，PMC著力打造了一款用于無線基站的UniTRx芯片組，針對(duì)性地解決了過往基站中無線收發(fā)的一系列難題。

UniTRx芯片組以CMOS方式實(shí)現(xiàn)，顯著降低了功耗，并大大提升了元器件的密度。該芯片組能支持從400MHz一直到4GHz的頻率范圍，因此提供了一個(gè)平臺(tái)式的解決方案，可以支撐多個(gè)協(xié)議，通過簡單的編程，就可以讓這個(gè)芯片組支持包括GSM、TDD-LTE、FDD-LTE等多種模式。此外，PMC公司還提供相關(guān)的軟硬件參考設(shè)計(jì)，從而減輕設(shè)備商的研發(fā)負(fù)擔(dān)。(如圖2 所示)

圖 2 -UniTRx 設(shè)計(jì)思想

通過對(duì)比證實(shí)，UniTRx芯片組最多可以替代14個(gè)分立器件，能幫助客戶減少54%的功耗及53%的主板空間。多組件整合可減少空間，提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)降低無線裝置的散熱設(shè)計(jì)難度。該芯片組可應(yīng)用于多種頻率范圍和多標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)人員能夠建立廣泛適用的平臺(tái)，大大降低開發(fā)成本和時(shí)間。PMC公司副總裁兼寬帶無線產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理孫崇德表示：“除了能耗和空間優(yōu)勢(shì)以外，UniTRX芯片組內(nèi)置了集成處理器，可通過軟件配置和監(jiān)控?zé)o線電發(fā)送以及接收的路徑。這些功能幫助設(shè)備供貨商可以采用通用的平臺(tái)來開發(fā)出不同的產(chǎn)品系列。”

圖 3 -UniTRx 與傳統(tǒng)方案對(duì)比

4G時(shí)代的來臨代表中國的三大運(yùn)營商真正的進(jìn)入全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)代，這意味著消費(fèi)者將享受更便捷，更優(yōu)質(zhì)的信息通信服務(wù)。專家預(yù)測(cè)，4G通信的周期將在未來20年持續(xù)影響通信消費(fèi)的行為模式，因此運(yùn)營商在部署4G技術(shù)時(shí)將更謹(jǐn)慎評(píng)估相關(guān)方案。無線射頻領(lǐng)域?qū)I(yè)性高，關(guān)系著頻譜資源的有效利用，隨著中國移動(dòng)TDD-LTE大規(guī)模實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的推進(jìn)，智能有源天線方案被大量采用，應(yīng)用于其中的芯片方案正持續(xù)發(fā)揮其關(guān)鍵作用。