利用現在的芯片架構設計者可以實現前期測試；
成本和功耗限制終會導致一些架構上的創新；
應用開發者期待的4G或許需要采用基本的架構；
幾近神話的第四代無線服務4G可以促使人們對SoC架構重新考量。或許它會驅動現今基帶無線芯片的演變，給消費類客戶端提供全新的移動服務 ；或許它只是對email附件的一個小小提升；它可能因為巨大的工程挑戰而在2015年成為現實，也可能在未來幾年就發生。
要想明白4G對SoC設計的影響，有必要先了解一些名詞，明白支持這些服務面臨的挑戰，并聽聽系統架構師應對挑戰的途徑。很多關于4G的觀點 都來自同一個問題：缺乏清晰的定義。我們必須從定義開始，定義的缺失只會導致爭論和混亂。
很多人把4G看作是全新的無處不在的無線連接，它可以支持交互的、基于位置的并且內容豐富的服務。對另外一些需要實現系統的人來講，4G 是更具體的技術：HSPA，WiMax，LTE。還有一些工程師采取更定量的看法，他們認為4G時移動設備可以達到1
00Mbps帶寬，對諸如筆記本等便攜 設備可以達到1Gbps。不同的觀點對4G手持設備的基帶SoC有不同的期待。
基帶SoC的演進
從簡單的期待開始：移動設備的峰值下載速率可以達到至少100Mbps。它對基帶的要求與UMTS相比在功能上并沒有區別，處理模塊包括：采樣 速率的硬加速功能、執行MAC的CPU核，安全引擎以及主機接口。射頻信號經過模數變化以及一些前端的數字處理后由FFT引擎實現OFDM處理。這 個頻域的信號經過進一步數字調理后進入檢測器進行64QAM信號解碼，是Turbo解壓縮。
3G和4G在這個架構上的區別不是類別而是數量。3G時1Hz帶寬提取1bps，4G時為了達到100Mbps的吞吐率，1Hz需要提取至少3到4bps。實用中， 這就意味著更多的載波頻率擴展在20MHz的帶寬內，相應地UMTS900使用5MHz的帶寬。這或許還意味著在MIMO配置中采用多天線。同時，4G還采 用波束成形算法。
所有這些性能都需要芯片。更高的采樣速率和更寬的信道意味著更大的ADC和更快更寬的FFT引擎。但是的問題還在于100Mbps的峰值吞吐率 ，這意味著更快得符號速率處理器、更大的存儲體以及更快的MAC處理器，但是從功耗角度考慮，MAC硬件又必須以低于比特率的速度運行。這 個問題很有趣，因為峰值數據率直接與晶片大小相關。如果不考慮芯片成本，那么這個速率上的基帶結構將會繼續演進。
非演進式設計
對演進式架構的個挑戰來源于MIMO。MIMO用來克服衰減，提高用戶數據率。但是它依賴于信道矩陣的完美設計。當空中接口設計從一對接 收天線變為空分復用的多天線，射頻部分的重復硬件急劇增加。每個天線都需要自己的模擬前端和數字前端，射頻部分也需要或者進行多個重 復或者增加吞吐率。這些需求并不要求結構上的更新，而是更多的重復，但是這會涉及到功耗問題。
4G結構的一個限制因素就是射頻必須在當前功耗的條件下實現10倍的峰值數據率。據估計，4G手持設備的功耗是3G時的100倍。大家都在期待 32nm制程可以解決這個問題，但是實際上這是不可能的。所以，我們需要找到一個全新的架構和功耗管理方案。還有一個對全新架構需求的驅 動就是前面提到的差別，4G到底是簡單的峰值速率提升還是對移動設備的一個全新應用。
規劃未來
4G沒有一個清晰的定義。但是4G網絡應該比目前的3G支持更高的移動性和數據率。4G應該支持10M到20M的實際吞吐率，對于流暢的視頻服務來 講，少需要10Mbits的持續速率，而3G令人失望的一點就是無法提供流暢視頻所需要的持續數據流。
現在，手機芯片面臨著多個空中接口、多個非連續信道以及同時運行的多個不同服務，而事實上，運營商的手機只是支持這些需求的一個子集 ，因此降低了復雜度。
未來，為同時保證足夠的持續帶寬和有效的功耗管理，移動設備可能會通過一系列的空中接口同時與很多基站通信。突發數據、視頻流、控制 消息以及鍵盤和攝像頭通道或許都通過不同服務實現，并進行實時的交換。
主動功耗管理技術，包括快速電壓-頻率調節等技術可以在可配置互連網絡結構中實現。實際上，這個方法或許是4G終端在采用32nm CMOS技術 的情況下達到功耗要求的辦法。
對多核設計的一個大的挑戰還在于高速率基帶的并行處理。分配任務并不困難，但是系統控制、動態負載均衡以及功耗管理才是成功設計的關 鍵。如此看來，4G實際上可能不是演進式的，而是一個將全新嵌入式實時處理變為現實的過程。