展望2005年中国无线通信市场,一方面,手机等移动终端开发会向增加更多功能(更高分辨率拍照功能、游戏、MP3等)和进一步降低成本的方向继续前进；另一方面,对多媒体服务和内容需求的上升将推动采用无线宽带化技术的新一代无线基础设施和终端的开发热潮。无线宽带化技术(2.5G、准3G/3G、WiFi等)今年将在中国得到更广泛的应用,开发进一步深入。
TI中国无线通讯产品市场总监周承云提出,影响未来几年中国移动通信市场的关键因素有:3G许可证的颁发时间；运营商何时提供相关的服务；3G供应商的产品支持；国外各大系统供应商进入中国市场的计划；3G手机的研发进程。
的确,据CCID的数据报告表明,从2004到2007年,随着3G牌照发放以及网络的建设,中国3G网络市场规模有望将达到2,500亿元人民币,手机终端市场规模将达到2,700亿元人民币。面对如此巨大而又并不遥远的市场,尽管3G牌照问题悬而未决,但业内已是众人拾柴火焰高,从芯片厂商层出不穷的解决方案到各展会上中外通讯设备厂商的各种3G基础设备和终端样机,3G技术和产品成为更多厂商研发的热点之一。
与此同时,顺应向下一代移动通讯技术逐渐过渡的需要,GPRS、EDGE等2.5G、准3G技术在今年仍会有很大发展。ADI公司RF和无线系统业务开发总监Doug Grant指出,EDGE最开始被看成是多余的,但作为GPRS和3G系统之间的转换标准,它为运营商和手机制造商带来了发展的动力,该标准的地位正日益提高。
Agere公司移动事业部战略行销经理Graham Carter举例道,当用户离开尖峰下行链路速率为384Kbps的3G覆盖地区,进入尖峰速率为80Kbps的GPRS地区时,可能会引导应用问题,因此为了推出可接受的服务,有必要在2.5G网络上推出尖峰下行链路速率为235Kbps的EDGE。
据GSM设备供应商协会统计,在全球67个国家中已经配置或正在测试111个EDGE网络,中国移动和中国电信也正在几个城市测试EDGE网络。
终端开发平台不断升级
终端芯片的成熟和发展是进一步解决3G终端瓶颈问题(价格过高、体积较大及电池寿命短等)的关键。
飞思卡尔半导体无线及移动系统部亚太区总经理亚太区张惠权总结出以下几方面芯片技术的进步正在加速3G的发展:1、集成度的提高和尺寸的减少；2、性能不断提高的同时功耗进一步下降；3、在价格不变的情况下成本不断减少或实现更多的处理功能；4、完整的平台解决方案。
他补充道:“这里所说的完整平台解决方案是指能够实现多协议与多模式、多媒体应用,根据市场情况易于实现可配置性,并且能够帮助减少上市时间。”
除了本土厂商在TD-SCDMA终端芯片平台上有所突破,国际领先的芯片厂商也加紧推出更多更新的可满足3G和准3G技术要求的完整开发平台。
例如,TI公司推出了适用于推出适用于 2.5 与 3G 移动电话的新型 OMAP 2架构,通过支持诸如互动 3D 游戏、4百多万像素相机、数码摄像机、TV 等功能,可满足高端消费者对智能手机带有数字消费类电子产品功能的期望。
TI与NTTDoCoMo将合作发展一套包括OMAP 2、数字基带、射频和电源管理元件的多模UMTS(W-CDMA/GSM/GPRS)芯片组,未来还将扩展产品系列,把EDGE、HSDPA包括进来。
针对新兴的移动广播应用,TI还宣布开发针对手机的业界首款数字电视单芯片“Hollywood”,它将捕获广播信号,使手机用户能够观看实时电视广播,利用其数字 RF 处理器(DRP)技术,将包括调谐器、OFDM解调器以及通道解码器处理器的传统三芯片解决方案,整合为高度集成的数字电视电话单芯片。TI中国无线通讯技术客户设计中心总监宋国璋表示,“Hollywood”与可对电视内容进行多媒体处理的OMAP 处理器技术配合使用,可为2.5G及3G无线手持终端提供完整的电视接收机系统。
飞思卡尔半导体公司除了拥有针对2G、2.5G、EDGE和UMTS应用的Innovative Convergence手机平台(i.200、i.250和i.300),又新推出了Mobile Extreme Convergence(MXC)架构。“将应付通讯处理的内核与Innovative Convergence和处理器中的关键模块整合到单个芯片中,通过一个共享的存储器系统和共享外围电路,可减少复杂度、元器件数量、尺寸以及系统成本,同时增强了多媒体和通信处理性能架构软硬件平台。”张惠权表示。
MXC采用了一个ARM1136应用处理器和一个改进的基带处理器StarCore SC140内核(称为SC140e)。SC140e具备DSP和控制功能,因而可作为一个基带的第2和第3层处理MCU使用,该DSP可实现GSM至Edge Class 12空中接口,同时还能实现Wi-Fi连接、GPS及蓝牙的基带处理。
ADI公司看好中国TD-SCDMA的前景而推出了SoftFone-LCR芯片组,事实上,大唐移动在其第一款TD-SCDMA手机中采用了ADI Blackfin处理器。另外,除了已有的GSM/GPRS和EDGE芯片组ADI,还公布了一款基于WCDMA的芯片组--SoftFone-W,包括基带、射频芯片,将在2005年上半年开始试生产,该版本也支持EDGE、GPRS和GSM,可实现多模运行。SoftFone-W配有TTPCom公司的W-CDMA协议堆栈,也是基于可实现软件控制的Blackfin处理器内核以及可省去中频的、适合LCR(TDD)或W-CDMA(FDD)的Othello直接转换射频技术。
不过,SoftFone-W中的数字基带处理器除了含有Blackfin DSP内核之外,还包含一个专用硬核DSP,专门用于处理更高速的W-CDMA复杂应用,此外,其中的模拟基带处理器也在A/D、D/A部分专门针对W-CDMA进行了优化。
相比之下,SoftFone-LCR则简单许多(本期封面《芯片供应商与测试厂商备战TD-SCDMA市场》一文有详细介绍)。由于中国目前测试的TD-SCDMA网络和系统以低芯片速率(LCR)为主,因此ADI的Doug Grant认为初期的TD-SCDMA手机实际上是面向3G的“功能手机”,还无法实现更丰富的多媒体和智能应用。
英飞凌也宣布其一款3G移动平台开始实现商用,该平台包括一片ARM9处理器、单芯片EDGE基带控制器S-GOLD、Broadcom公司的W-CDMA基带处理器以及自己的单芯片W-CDMA RF收发器SMARTi U,同时支持UMTS、EDGE和GPRS标准。它还采用了英飞凌的W-CDMA协议栈以及APOXI应用框架,具有灵活升级特性,如支持EDGE/W-CDMA双模应用,可增加各种增强型的多媒体功能选项等,方便了OEM的应用程序开发。
“英飞凌的协议堆栈软件很有特色,因为其API与底层的标准无关,这使得手机厂商可以很快地升级到3G手机甚至HSPDA手机。”英飞凌科技安全移动解决方案事业部首席执行官Erk Thorsten Heyen表示。目前由英飞凌的子公司Comneon提供协议堆栈软件。
作为射频器件的领先供应商,英飞凌率先推出了基于CMOS工艺的GPRS收发器和单芯片W-CDMA收发器(其它厂商至少需要2块芯片),使得手机的材料成本和功耗同时大幅降低。“日本的5家3G(WCDMA)手机厂商中有4家采用了英飞凌的RF方案。”Heyen表示。
英飞凌还主张在基带中集成更多的应用处理功能。“我们已在2004年推出了可实现目前95%的多媒体处理功能的EDGE基带控制器S-GOLD 2(集成了ARM926处理器内核),2005年1月更新的EDGE基带控制器S-GOLD 3也将问世,它可实现目前我们看到的99%的多媒体处理功能,而不需要增加独立的处理器。S-GOLD 3还集成了安全硬件和技术,如强大的IMEI和SIM锁保护功能、升级软件的现场和空中安全下载等。” Heyen介绍说。
此外,Intel也计划在2005年推出一个集成的3G手机开发平台,其中将包含正在开发中的UMTS基带处理器(Hermon)、WCDMA模拟前端芯片、片外堆叠闪存芯片。该公司宣称,通过把模拟、处理器、基高度整合,该平台有望在三年内将一部3G电话的元器件数量降低50%。
双模3G手机和基站设计趋势
由于各国或者一国之内的各地区网络部署和发展是不平衡的,向准3G、3G网络转移、各代/种标准并存的过渡期很可能长时间延续,因此多标准/模式手机市场需求日渐增大,不少大型厂商已开始相关的研发与生产。“无论用户在或不在3G覆盖地区都对服务的连续性有要求,双模手机是保证用户对3G业务接受度的关键。”Agere的Graham Carter说。的确,从另一个角度来说,双模手机可通过吸引一批高端用户使用3G业务,推动3G网络的发展步伐。他补充道,采用经过验证的2.5G GPRS/EDGE软件是开发双模3G手机的关键之一。
双模手机设计将比单模手机设计更加复杂,难度更大。对于2G时代的双模手机,目前几乎没有什么成熟的芯片组,故很多厂商采用两种制式无线模块组合来实现。对于3G双模手机,芯片厂商的热情似乎更高,ADI、高通、瑞萨、意法半导体和中国的天??科技等公司分别宣布要推出搭配三大3G标准制式中不同两种的3G双模/频带手机芯片,另外,如前所述,目前很多公司的平台已可同时支持多模UMTS(GSM/GPRS/EDGE/W-CDMA)或CDMA2000 1X/1X EV-DO。
在基础设施方面,业内人士普遍表示,经过几年的发展,CDMA2000 和 W-CDMA 基站正走向成熟和稳定,TD-SCDMA系统则仍面临许多挑战,诸如系统稳定性、额外的服务功能等。不过,中国系统厂商今后在进一步降低3G基站的成本、功耗和扩展覆盖范围等方面还须克服很多挑战。
采用任何一种标准的3G无线基站都具有更高容量和高速数据服务的特点,会比前代基站提供高得多的数据吞吐量。已有两、三代3G基站方案的TI在2004年底3G世界大会上又推出一款新型DSP器件 TMS320TCI100Q,频率达到800MHz,可使3G基站实现更广泛的网络覆盖范围及更清晰的信号等特性,为诸如无线视频下载及通过手持终端进行的实时视频会议等应用提供了更高带宽。
TI中国区无线基础设施业务总监陈建中介绍说,该器件可用在W-CDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA中。尤其对于 TD-SCDMA 基带处理而言,该产品可减少所需处理器的数量,可从目前的四芯片(600MHz DSP)、三芯片(720MHz DSP)方案升级到两芯片方案。电源管理进一步改进,器件功率仅为 2 瓦特,这使每通道的总功耗降低了20%。
DSP唱主角的软件基站是未来的一种发展趋势,可满足较小批量生产、标准升级和系统未来实现互操作性等对灵活性的要求,也可降低系统开发成本。以ADI公司的TigerSHARC DSP为例,由于它具有很强的可编程特性,可满足3G无线基础设施对成本、处理能力及灵活性的要求,已被爱立信应用在W-CDMA基站开发中,替代过去一直由ASIC/ASSP实现的密集型处理功能(如码片率处理等)。ADI多媒体平台总经理John Croteau表示,公司正在与中国的基站厂商合作,推出适合TD-SCDMA基站的解决方案。
--张毓波、黄莺提供部分采访资料
作者:赵艳
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