发展基带 SoC

　　从最简单的预期开始(即 LTE 的预想)，移动设备将以某种方式实现至少 100 Mbps 的峰值下载链路数据速率。飞思卡尔半导体公司副总裁兼高级研究员 Ken Hansen 说：“它要求的基带在功能上与我们今天用于 UMTS(全球移动电信系统)的基本上没有区别。”功能块包括用于采样率功能的硬件加速器、执行 MAC(介质访问控制)的 CPU 核、一个安全引擎，以及一个主控接口。

　　来自射频的采样速率数据进入模数转换，经过一些前端数字处理，进入一个 FFT(快速傅里叶变换)引擎，它将 OFDM(正交频分复用)信号分离成多个组成频段。然后频域信号经过进一步数字调整，进入一个检波器，检波器对每个载波上的 64 QAM(正交幅度调制)信号作解码，从每个有效载波中生成一个符号。这些符号用增强的解码进行压缩。

　　在这种架构中，3G 与 4G 之间的区别在于量的差异，而不是种类。高通公司 CDMA 技术产品管理高级总监 Peter Carson 指出：“在 3G 时，我们每赫兹带宽提取大约 1 bps。要实现 100Mbps 的流量，4G 基带必须做得远好于它：在更宽的频段上至少每赫兹提取 3 bps 或 4 bps。”

　　实际应用中，这种情况意味着在一个 20 MHz 信道上分布着更多的载波频率，如与 UMTS 900 使用的 5 MHz 信道相比。这也可能意味着在 MIMO(多输入/多输出)结构中使用多根天线。今天，MIMO结构通常用于信道均衡：找到一种将两根天线信号组合在一起的方法，以获得最好的接收效果。但4G还有一些其它东西：用波束形成算法，使每对基站天线和接收机天线成为一个独立信道，这样能使有效带宽倍增。Hansen 说：“研究表明，在多接收机情况下，可以用两根天线获得1.75倍的数据速率。”

　　所有这些功能都需要硅片。较高的采样率和更宽的信道意味着一个更大、更耗电的ADC，以及一个更快、更宽的FFT引擎。但最大问题来自于提供一个100Mbps峰值流量的要求，这意味着更快的符号速率处理器、大量内存，以及一个用于MAC的更快处理器。Hansen说：“我们看到进入MAC的10倍数据速率，而某些事务的允许延迟只有1/10。但考虑功耗因素，MAC必须运行在远远低于码率的频率上。这个问题很有意思。”

　　高通公司的Carson表示同意。“峰值数据速率直接转化为芯片尺寸。架构师必须自问的一件事：设定的峰值数据速率与所需芯片尺寸是否与网络实际提供的平均数据速率相适应。”

　　如果对芯片成本有足够的惰性，则可以改进这种速率的基带架构。Carson 称高通当前的 Snapdragon 架构仍然可以完美地应对扩展至 30Mbps～40Mbps的峰值数据速率。这个速度并不满足 LTE 规范，但 LTE 迟些才会出现，有些人称它为晚期的演进，这可能使 32 nm CMOS 工艺有时间跳出这个架构。