为什么NB-IOT只在FDD LTE上面做,不在TD-LTE上面做

摘要:谈及中国移动推动TD-LTE上行载波聚合的发展,朱尚祖向comobs表示,此举可能考虑到VoLTE视频通话的带宽需求。联发科明年年中推出的下一代产品(Helio X30)将支持Cat10。
近日,联发科资深副总经理朱尚祖与comobs进行了对话,就今明两年发展规划、NB-IOT、VoLTE、TD-LTE上行载波聚合、双摄技术,及包括高通、展讯在内的友商竞合等话题谈论了自身看法:
对于NB-IOT,联发科已经跟几家主要的运营商和设备商合作,维持着“中立、等距”的关系,朱尚祖认为,以爱立信和华为为首的两派最后还是会走向融合方案,就像TDD-LTE和FDD-LTE两派的融合,运营商也不喜欢在采购设备的时候出现不同标准方案。
关于VoLTE发展,是笔者近期关心的问题之一。目前,基于联发科芯片的VoLTE终端,在美国、欧洲已经量产上市了。在国内,中国移动正在陆续推动VoLTE全网的商用,而联发科芯片两个月前便通过了认证,“现在就等客户的产量上去,对于VoLTE的支持,我们的进度比想像的好。”
谈及中国移动推动TD-LTE上行载波聚合的发展,朱尚祖向comobs表示,此举可能考虑到VoLTE视频通话的带宽需求。联发科明年年中推出的下一代产品(Helio X30)将支持Cat10。但据comobs了解,如联发科的友商,骁龙820和华为Balong750均在载波聚合方面走在了前列,而联发科的态度说明,芯片层面支持载波聚合大幅跨越领先不过是军备竞争,需要网络和终端等多个层面的跟进。
在传闻高通分拆专利和芯片事件上,朱尚祖认为这并不有利于高通后续发展,但在提及高通与英特尔合并的可能性上,他认可高通会对英特尔移动业务会起到至关重要的促进作用。
谈及友商华为的麒麟950,朱尚祖向comobs表示,华为海思这几年的成长和进步是有目共睹的,对于950他指出,很多东西(比如性能与功耗的平衡)只有最后放到手机上运作,才会看得比较明白。
其他精彩观点分享如下:
1.关于自身与行业发展
今年,联发科LTE比预期出货目标好一些,2014年出货是3000万片左右,今年预估1.4亿,现在看起来LTE的出货量超过1.5亿,但也有一些不如预期的地方;
业界对骁龙810好坏的评价,对联发科今年业绩直接影响不大,“高通除了810,其他平台做的也不如我们好,820可以解决什么,对我们有什么影响,可能也是不直接。我们真正关键的产品在X30,可以和800系列最顶级的层次竞争,而今年我们是在次旗舰的竞争。”
今后一两年市场格局不会有什么大的改变,以联发科和高通竞争为主,参与竞争还会有一两家厂商,“我们不看竞争,我们看机会”;
2015年,联发科的营业额是40亿美金,高通大约是170亿美金,如果扣掉其中苹果所占的30-40亿美金,高通大概有120亿-130亿美金的规模。未来,联发科将在原有40亿和高通120亿的总市场中寻找机会;
联发科近两年目标很明确,尽全力把中高端做好,分羹高通中高端市场份额,以此获得相对应的成长,“整个产业并不成长的状况下,我们自己寻求成长的机会。”
从以前只有低端、中端,到今年进入次旗舰机市场,是一个不错的成长,往后几年这种成长会持续,但是幅度不会像今年这么好。手机行业红海最终导致终端客户变少,对芯片供应商来说是不利的;
世界上所有的芯片公司都在整合,手机芯片公司不是关闭,就是裁员,“我们和展讯比较幸运一点,没有关闭,也没有裁员”,今年整个手机产业价格竞争比预估的激烈些,产业并没有大的成长,“并不令人高兴”;
竞争有时候就是你来我往,你上我下。今年,联发科在中高端有进展,明年可能对手也会做一些调整,联发科明年也会策略调整,进展也许会不如今年,但还成长率不会负增长;
2.关于HelioX20、X30:
今年,Helio X10在相应价位段取得不错份额,进驻到所谓的次旗舰机档次,客户也取得了成功,“今年的合作建立了双方的信心”,目前支持X10的手机有HTC M9 Plus、魅族MX 5、OPPO R7 Plus、乐视乐1S及索尼M5等;
Helio X20主要是modem提升和功耗的优化,跟Helio P10一样,采用同一款modem,预计Cat6的软件支持将在下个月完成;
从9月开始截至目前,基于X20芯片开发的客户超过了10家,基于Helio X20的手机新品2016年第一季度会量产;
客户如果等不及骁龙820,就会选择X20这件事情已经发生。(微评:高通得加油了!貌似高通双11在美国也展开了推广,相比手机企业的撕逼,高通和联发科的竞争中多了一丝闷骚的气息,在这场暧昧的撕逼中,展讯的leo在台湾的攻势看起来也是蛮猛的,期待来年联发科+展讯+锐迪科+英特尔能够走到一起,的确,围观的不怕事大!)
明年年中推出X30芯片,最终将支持Cat10。Helio X30支持三丛集,是大小核架构的延伸,由于是基于ARM架构的,软件不会出现兼容性问题,目前联发科的客户认同这种架构。
Helio的每一个新平台出来之后,首先会搭载成熟的modem便于客户软件开发,最终都将会支持最新规格的modem。
3.关于双摄像头:
X20在双摄像头的算法和芯片硬件准备充分,但产业链还不够成熟,“我们跑的快了,产业链没有跟上。”
目前,双摄像头的瓶颈不在芯片,最难做的地方是,因为它要两个摄像头,造成ID设计的巨大困难。其次是,双摄像头出厂后的维护很痛苦,两个摄像头做算法处理,对拍摄角度和位置必须非常精细,可能手机不小心摔了摄像头偏一点,算法就救不回来了,生产安装总有一天会解决,需要从模组结构上想办法。
“联发科双摄像头部分的技术原本是跟以色列一家公司合作,合作到今年的3月份左右,它就告诉我们,不好意思,我们得停下来,我们要中断目前所有的合作项目,问他也不说,再过一周苹果就把它买走了”,现在大部分双摄技术依靠联发科自己开发,其次是合作。
双摄像头也是行业的发展趋势,双摄像头有很多应用,有的是做景深,有的做低照度加强,有的做光学变焦。景深和光学变焦目前的技术难题能够完全解决。
4.关于竞合、紫光、无人驾驶和5G
联发科芯片产能很大一部分来自台积电,与中芯国际和华力也展开了合作。联发科在芯片业的发展离不开开放、合作,“像紫光集团提的希望可以合作,开放跟合作如果可以创造新的局面,我们是不反对”。
“几年前,联发科跟晨星也有过一番竞争,之后认为双方合作起来对往更高端的市场前进是很有意义的事情,(如果紫光与联发科能够合作)有点像这种思维。”
做这一行需要非常多的资源,朱尚祖所提及的“资源”不是钱的资源,“严格来讲MTK还不缺现金,我们的现金储备还蛮健康。我们需要不少研发的资源,这个资源的消耗是蛮可观的。”
业界最大的公司——高通整体研发人员是2.4万人左右。联发科移动产品(手机芯片)领域研发大致是6000人,存在有相当大的差距,如果与高通全面在中高端竞争,需要研发资源的能力是巨量的,未来该领域需要扩充至1万人,同时,联发科也缺乏与内地政府、运营商和系统设备商的合作资源。
目前,联发科汽车电子子公司已经落户合肥,“车联网的市场是可预见成长的”,“我们兴趣很大,电动无人驾驶终有一天会来,不管是4G还是5G,modem和计算能力,对无人驾驶很关键。”此外,在智能手表方面,联发科也将提供基于4G或3G的SoC芯片。
在5G技术储备方面,“我们还是缺乏不少开发的人力资源,我们3G、4G都比它(高通)慢,希望5G可以同步”,要持续发展工程人力的开发资源是非常重要的。
5.关于华为、麒麟950和苹果
麒麟950大致与Helio X20接近,但联发科芯片的成熟度受益于客户们面面俱到的需求推动,同时,X20会以当前成熟的制程为基础规模出量,抢占市场份额,X30将使用16nm技术;
“华为的垂直整合有点影响我们在华为的份额,但不至于影响我们的大局。”
iPhone6S的生产旺季就是第四季跟明年第一季。苹果量大,而16nm的产能并不宽裕,对950的产能会有影响。(微评:联发科的这个时间窗口把握恰到好处,如果华为综合考虑市场份额及麒麟950的出货量,会不会选择X20?)
苹果iPhone6s芯片同时采取两种工艺满足产能供需,但也导致了差异化的存在,两家(台积电和三星)在最小晶体管的设计成熟度和能力上有所不同,效能或者漏电是两个很关键的衡量指标,全球晶体管设计做得最好的是英特尔,台积电排名第二名,期待三星14nm LPP比LPE更优秀。
6.关于高通:
高通财报利润下降44%股价当天跌了15个点,其实主要是专利的收入不如预期,它主要盈利来自专利,不来自芯片。
业界传闻小米、联想拒绝给高通交专利费,“我觉得他们蛮冤枉的”,大家的态度并不是缴不缴的问题,“有用到专利,需要付一些知识产权的费用,大家是同意的。只是对收费的模式和合理性有不同的意见”。
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随时查看文章收益【技篇219】吴老司机解读NB-IOT之6:NB-IOT低成本之葵花宝典
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上几篇中,吴老司已经扯完了NB的强覆盖和小功耗技术特点,接下来将分几个篇章扯一扯NB通过哪些手段来降低成本的。
咱们先从葵花宝典撩起。
葵花宝典【先诀】:欲练神功,引刀自宫。若不自宫,功起热生。葵花宝典的武功精髓就是一个字:快。令狐冲独孤九剑的精髓就是对手在出招的瞬间发现破绽,攻击破绽,从而逼得对手只得回防,根本无法出招,才能做到“只进攻,不防守”的境界。但对战东方不败时,由于他速度极快,即使发现破绽,出手的瞬间东方不败下一招都使完了,破绽根本抓不着。--摘自百度
话说NB-IoT出山之前,物联网的江湖上已经有Sigfox、LoRa、ZigBee等诸多江湖成名高手,其产业链较为成熟,商业化应用较早。此外,这些高手的看家功夫基本都有一招叫做成本低廉,比如蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格还不到1美元。正因如此,NB-IOT在下山之前就暗暗苦练葵花宝典,一次一次自宫加自残,终于练成了神功(目标为成本低到1美元),才使得NB-IOT在后续行走江湖时,唯快不破(便于大规模应用,市场推广容易),从此有了纵横江湖的实力。
今天吴老司跟大家八卦下,NB-IOT为了达到低成本目的,是如何挥刀自宫的。本集主要讲述NB为什么采用FDD半双工模式后,大幅降低了器件复杂度。
提到双工方式,大家估计都笑了,这多简单的事啊,地球人都知道啊,包邮只要98啊。
不过吴老司还是得提醒你,也许没有你想的那么简单,毕竟这不是在做选择题考试。
就双工问题,吴老司来帮你翻翻老黄历,炒炒这盘夹生饭,请看招:
1 双工方式在通信系统中处于什么样的地位?
双工是一切通信系统的最最底层的设计,也是通信系统最核心的标签。例如在LTE系统中,常见的双工方式就是TDD(Time Division Duplex)和FDD(Frequency Division Duplex)两种,正因双工方式的不同也就形成了TD-LTE和FDD-LTE两种在咱们国家都采用了的4G技术。
2 双工的作用是什么?
这个大家可以度娘出很多答案,吴老司的理解是:怎么区分上下行。不同于广播电视仅有单向通信,咱们移动通信系统是双向进行的,即既有下行数据接收,也有上行数据发送。双工方式就是选择用什么样的方式来区分上、下行。比如最常见的区分方式示意图如下:
谁的青春没有一个NOKIA?请允许吴老司向经典致敬!
3 双工方式怎么分类?
吴老司:双工方式怎么分类:
小明:是FDD和TDD。
恭喜你,你都会抢答了!
好,吴老司再问你,NB-IOT支持的是FDD半双工模式。那么什么叫做FDD半双工,这是个什么梗???(有没有崩溃的感觉?防不胜防啊)
据前所述,在蜂窝通信系统中,根据发送信号双工方式不同,可以分为TDD和FDD两种双工方式。实际上,其中FDD双工方式可进一步分为全双工FDD(Full-Duplex FDD)和半双工FDD(Half-Duplex FDD, HD-FDD)。
对全双工和半双工方式做进一步说明:
◢全双工(Full Duplex)是指在发送数据的同时也能够接收数据,两者同步进行,这好像我们平时打电话一样,说话的同时也能够听到对方的声音。目前的网卡一般都支持全双工。
◢半双工(Half Duplex),所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生,举个简单例子,一条窄窄的马路,同时只能有一辆车通过,当目前有两量车对开,这种情况下就只能一辆先过,等到头后另一辆再开,这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。全双工可以得到更高的数据传输速度。
4 半双工怎么节约成本?
NB-IOT基于成本考虑,对FDD-LTE的全双工方式进行阉割,仅支持半双工。带来的好处当然是终端实现简单,影响是终端无法同时收发上下行,无法同时接收公共信息与用户信息。工作示意图如下图所示:
◢上行传输和下行传输在不同的载波频段上进行;
◢基站/终端在不同的时间进行信道的发送/接收或者接收/发送 ;
◢H-FDD与F-FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收,终端相对全双工FDD终端可以简化,只保留一套收发信机即可,从而节省双工器的成本;
◢老司机还告诉小同学们一个秘密:早期的GSM手机的工作原理与此非常相同!赶快去翻老黄历去吧!吴老司就不做大篇幅介绍,只提供一个经典的GSM手机工作原理图供参考:
5 NB支持TDD吗?
以上,吴老司已经扯完NB通过选择FDD半双工方式降低成本,本篇承接上篇继续扯成本问题,主要谈到物理层简化对成本的影响。
其实这个问题在上期内容中已经回答,摘录下出处:
在蜂窝通信系统中,根据发送信号双工方式不同,可以分为TDD和FDD两种双工方式。实际上,其中FDD双工方式可进一步分为全双工FDD(Full-Duplex FDD)和半双工FDD(Half-Duplex FDD, HD-FDD)。
将这个关系用个图形梳理下:
所以答案就是NB仅支持FDD模式。
这里特别提醒,在现网中一般来说TDD和FDD的RRU设备是没法共用的,那么这将对后续设备组网、复用带来很大的影响。
举个栗子:大家知道,对于CMCC,现网采用的是TD-LTE,因为NB仅支持FDD,所以后续NB是没办法与现网TD-LTE的RRU共用(复用)。那么问题来了,说好的NB是4G技术的后续发展,与现网LTE可以共存的呢?说好的容我耍吊容我拽,带你装逼带你飞呢?还能不能一起愉快的荡起友谊的小船了?
吴老司只能说,对此我表示非常遗憾!有时候有一种老婆是别人家的老婆,有一种小孩是别人家的小孩,有一种FDD是别人家的FDD!
不过小同学们也不要担心,条条大路通罗马,对于CMCC来说,虽然NB没办法跟现网TD-LTE共设备,但是还有其他办法,比如与GSM共设备。关于组网问题,场景非常复杂,后续单独开篇分析。
6 根据终端窄带特性,简化信道及物理层
NB-IOT终端工作带宽仅为传统LTE的1个PRB带宽(180K),带宽小使得NB不需要复杂的均衡算法。
带宽变小后,也间接导致原有宽带信道、物理层流程简化。下面仅粗略讲解,以后单独成系列篇讲解物理层(PS:物理层是一个通信系统最最重要,又最最难学的内容哦)。
◢简化信道:去除了PHICH、PCFICH、PUCCH等信道。如下图,与LTE进行了对比。
这里提醒下各位:下行取消了PCFICH、PHICH后将使得下行数据传输的流程与原LTE形成很大的区别,同样一旦上行取消了PUCCH,那么必然要解决上行控制消息如何反馈的问题,这也将与现网LTE有很大的不同!这些将在物理层部分做详细说明。
◢简化盲检次数(还记得LTE中常说到的PDCCH盲检44次吗?复杂到不要不要的了,并且终端还得每1ms就做这样的盲检,这都将是复杂的运算量)
◢减小最大TBS(Transport Block)传输块,从而必然降低了峰值速率:下行最大680 bits,上行最大1000 bits。这里关于传输块是如何影响峰值速率将在物理层部分做详细讲解。
◢简化调制编码:仅支持QPSK、BPSK;下行仅支持TBCC码。这里意味着可靠性得到了保证,但速率会下降(谁在乎啊,呵呵)。另外,这里也肯定告诉你AMC算法也将取消或者简化问题。总之,需要思考的问题很多。
这里梳理下以上的逻辑,归纳一下就是带宽小、速率低、信道简化这三个主要因素将减小芯片成本。
7 新硬件结构,裁剪不必要的硬件
我们来看看目前主流的CAT-4终端(比如你的肾6)和NB-IOT的硬件对比图:
看了这幅图,吴老司估计你已经一脸懵逼了。
别急,老司机带你尝试去读懂这些不同点。请注意下面带领大家进入抠逼模式:
?终端侧RF进行了阉割,据当前了解到的情况,主流NB终端支持1根天线(当然,协议规定NRS支持1或者2天线端口)
?天线模式也就从原来的1T /2R变成了现在的1T/1R,天线本身复杂度,当然也包括天线算法都将有效降低
?FD全双工阉割为HD半双工,收发器从FDD-LTE的两套减少到只需要一套(这在上一章节已经详细阐述过)
?低采样率,低速率,可以使得缓存Flash/RAM要求小(28 kByte)
?低功耗,意味着RF设计要求低,小PA就能实现(高质量的功放可不便宜)
?直接砍掉IMS协议栈,这也就意味着NB将不支持语音(注意实际上eMTC是可以支持的)
好了,今天我们主要讲到NB的物理层和硬件简化,从而降低成本。下期吴老司将从协议栈和运营角度来阐述NB是如何简化成本的。
最后老司机提醒你,要练绝世神功,是需要付出代价滴!
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