2008世界通信大会是世界通信研发和产业界众多顶尖学者和领导人物汇聚的场所。本届大会在北京召开将成为ICC历史上的一个重要里程碑,不仅仅是因为ICC首次来到世界上最大的发展中国家举办,还因为ICC 恰逢北京举办奥运年,本届大会主题与奥运会竞赛精神的精髓相吻合:“通信:更快、更高、更强”。本次会议将为业界专家、学者提供一个信息交流的开放平台。
简约纳电子系统工程总监梁敏:
尊敬的周主席、胡主席以及各位来宾、个位专家大家早上好!我今天代表北京简约纳电子和大家一起分享一下我们在LTE芯片方面的研究工作。在芯片设计这方面,需要从系统分析上考虑哪些问题呢?首先我今天的题目是芯片设计会考虑的一些因素,我们还会涉及到LTE系统的指标一些介绍,还有终端处理复杂度的分析。最后会给出芯片一个系统的架构以及系统开发周期的预估。
在芯片设计之初,会对它进行一个初期的需求分析。需求分析主要包括功能的需求分析、性能的需求分析。当然我们会在做性能需求分析的时候,可能会发现很多性能要求比较高的时候,需要增加新的功能模块来提高整个芯片的性能。还有是对整个硬件和软件的分工,系统分析的初期就会来做分工,进行系统的架构设计。系统指标有哪些需要考虑呢?最主要的是处理带宽,带宽对应着我们会有不同的处理量的一个需求,还有我们这些不同的采样率和总线的带宽以及对外的通信口的带宽,还有对外存储器的接口带宽,是适合系统指标带宽一起来决定的。
实时性方面的要求,要求对系统子帧结构来调整以及发射令和监督令的处理量进行分析。我们先简单的看一下LTE芯片设计复杂度的系统指标,整个峰值速率的要求,下行是要达到100兆,上行是需要达到50兆。这个就是说频谱利用率非常高,5个Mb/S,然后上行是2.5个频率/赫兹。他们一个块的定义是说需要12个波,频率的间隔是15赫兹或者是7.5赫兹。对应的是6、7个OFDM符号,或者是3个OFDM符号。在LTE的系统里面贷款有六种配制,从1.4一直到20兆,所以我们终端的芯片,对六种不同的配置,肯定有不同的复杂度分析。
对应不同的带宽,由有3.2兆到7.2兆的分析。那么其中对应的OFDM系统需要FTDD的系统的算法,对应的点数是从128到2048很广泛的分布,这么一个很广泛的分布。
第二个我们看一下资源块,他是我们这个运算量处理的最基础的分析。他需要的是6、7个符号,在频率上他们需要是窄波的数量是24个。他们有两种帧结构,有FDD和TDD的帧结构,但是从中间构我们看的时候是分析数据量会在什么时间处理。同时可以看到RU的分析,有很多种选择,其中可以看到8个在RU里面。
我们看一下终端的分布有五种等级,对应了不同的终端的吞吐量。后面我会根据前面提到系统指标来对整个终端芯片里面需要处理的上下行链路对应的物理层算法做一个评估。这些算法的评估,采用的方法是主要对算法本身所需要的运算量的评估。还没有具体到基于什么样的平台,因为不一样的平台,子令操作的数据不一样,我们主要先根据运算再来确定去设计什么样的平台。评估的时候我们假设了一些条件,这个条件也是根据系统来的。
第一,2个接收通道,1个发射通道。上下行我们是按照一半来处理。上行和下行的处理各占用一半的时间片。其中编码的方式我们估计是Turbo,Turbo的时候,对其解码过程中,包括8状态V五itert为运算,估计4次迭代。脉冲成型也是根据终端等级不同,对应不同的滤波器阶数。其中还有一个假设,就是一个1RB内新到参数比较平稳,用8个道频估计结果的平均值做均衡运算参数。后面给出的表中的参数,其中有五个终端等级。第一个等级我们是按贷款运行的是以三兆带宽为起点。
简单看一下LTE终端处理的流行。上行会经过终端编码,下行会有两个接收通道,每个通道都需要在前段做一个信道估计的工作。
这个是根据我们每一个算法会进行的数学运算,然后来评估的。其中一些信道编码的算法是根据Turbo来计算的。
总的来说,发射链的运算量的估计,也是一个比较粗粮的,可以看到等级1在60兆这样一个每秒钟的操作,等级2是120兆,一直到等级5是180兆,也就是说不同的,刚才大家看到基本的运算,如果对终端来说,一个终端的平台要处理这么高的频率,从功耗上,从芯片设计上难度都是比较大。