《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高通在5G商用前的創(chuàng)新

2017-05-29
關(guān)鍵詞: 通信 LTE 5G 高通

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過去數(shù)十年,,移動通信一直保持著大約10年一代的節(jié)奏演進,,從模擬語音,到數(shù)字語音,,到現(xiàn)在的4G LTE,,每一代移動通信技術(shù)的升級都象征著一個時代的跨越,。當(dāng)然,最讓人振奮的是,,2020年5G將在全球范圍內(nèi)商用,。

5G是一個風(fēng)口,這一點不可置否,,但把目光聚焦在當(dāng)下,,我們?nèi)匀惶幱?G LTE和5G過度的階段,然而VR,、自動駕駛以及超高清視頻等領(lǐng)域日漸普及,,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已捉襟見肘。

5G標(biāo)準(zhǔn)尚未形成,,可以說是遠水解不了近渴,。但移動通信領(lǐng)域的巨頭們不會坐以待斃,芯片商,、通信設(shè)備商和運營商需要在5G到來之前帶來新的創(chuàng)新,,而高通已經(jīng)做到了!

從去年開始,,這家移動通信領(lǐng)域的霸主就引領(lǐng)了千兆級LTE時代的到來,。

2016年2月,,也就是去年的MWC上,高通發(fā)布了全球首款千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器(俗稱基帶)——驍龍X16,;

時隔一年,,高通又在今年2月發(fā)布了性能更強勁的驍龍X20。

X16和X20是跨時代的產(chǎn)品

千兆級LTE并沒有一個官方的定義,,但是按照業(yè)界的說法,,千兆級LTE的理論速度可以達到光纖級別的1Gbps,這也與國際電信聯(lián)盟對4G定義的標(biāo)準(zhǔn)一致,。

我們來看看高通這兩款調(diào)制解調(diào)器的具體參數(shù):

高通驍龍X16調(diào)制解調(diào)器使用的是14nm工藝制造,,下行支持Cat.16,傳輸速率是早期LTE網(wǎng)絡(luò)的十倍,,支持4x20MHz載波聚合,,也是首款商業(yè)級千兆LTE調(diào)制解調(diào)器。

而驍龍X20用的是更先進的10nm工藝,,下行支持Cat.18,,其最大理論下載速度高達1.2Gbps,相比X16提升了20%,,支持5x20MHz載波聚合,。

雖然X20不會在短期內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)用,但X16已經(jīng)逐漸走向了實際應(yīng)用,。

去年10月,,高通便和澳洲運營商Telstra 、愛立信以及NETGEAR攜手推出了基于X16的移動路由器MR1100,。今年1月,,這四家公司又聯(lián)手推出了全球首個商用千兆LTE網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)設(shè)施,打響了千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)部署的第一槍,。

盡管不少運營商對此仍持保守態(tài)度,,但可以預(yù)見的是,Telstra部署千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)只是一個開始,,未來幾年,,全球支持千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)的移動運營商會持續(xù)增長。原因有二:

首先,,由于高通驍龍835已經(jīng)集成了X16(其他芯片廠商也在逐漸跟進對千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)的支持),,搭載驍龍835的移動終端也已紛紛上市,這為千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)的普及帶來了基礎(chǔ),;

其次,,在4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足用戶需求的同時,運營商和移動終端企業(yè)都需要新技術(shù)來滿足日新月異的應(yīng)用,,而千兆級LTE無疑是最具競爭力的解決方案,。

舉個例子,,一集高清分辨率、長度為32分鐘的影片,,在千兆級LTE環(huán)境下秩序15秒就能下載完成,,這是現(xiàn)有4G環(huán)境下無法想象的。

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解,,目前市面上的主流仍是X10 LTE調(diào)制解調(diào)器(下行速率450Mbps和上行50Mbps),,所以,說高通率先推出千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器具有跨時代意義毫不為過,。

那么,,高通的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪?

毋庸置疑,,高通擁有先發(fā)優(yōu)勢,,但更重要的是高通有完善的網(wǎng)絡(luò)解決方案,在千兆級LTE的三大關(guān)鍵技術(shù)——載波聚合,、高階調(diào)制,、高階MIMO上處于領(lǐng)先地位。

眾所周知,,高通在4G LTE時代一戰(zhàn)成名,,奠定了自己在移動通信領(lǐng)域的地位。雖然每一代通信技術(shù)的原理都大同小異,,但要實現(xiàn)千兆級的速度并非一蹴而就,載波聚合,、高階調(diào)制,、高階MIMO三者缺一不可。

載波聚合(Carrier Aggregation,,CA)

通俗點說就是增加信道數(shù)量,。載波聚合是3GPP提出的,它可以將多個載波聚合成一個更寬的頻譜,,同時也可以把一些不連續(xù)的頻譜碎片聚合到一起,,能很好地滿足LTE,尤其是LTE-A系統(tǒng)頻譜兼容性的要求,,同時也大大提升了傳輸速度,。

LTE的一個載波最少是20MHz的帶寬(GSM是200KHz,WCDMA和HSPA+是5MHz),。例如,,上文提到的Telstra有三個授權(quán)頻段,每個頻段都是20MHz,,通過射頻和基帶技術(shù),,就可以把這三個載波,、三個頻段聚合起來,以達到更高的傳輸速度,。這三個射頻信道變成一個更寬的信道,,3個20MHz意味著數(shù)據(jù)吞吐量提升了3倍。

值得注意的是,,因為每個運營商擁有的頻段都有差異,,載波還可以做到靈活部署,如帶內(nèi)載波聚合和帶間載波聚合,,帶內(nèi)可以分成連續(xù)和非連續(xù),,帶間的載波聚合是指兩個不同頻段的載波,例如TDD載波和FDD載波也可以混合地聚合在一起,。

高通驍龍LTE調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)全線支持載波聚合,,X20調(diào)制解調(diào)器更是最多可以支持5載波聚合,這是目前業(yè)界的最高水平,。

高階調(diào)制

載波聚合是提升速率最直接最有效的方法,,但移動通信系統(tǒng)的帶寬資源是有限的,高階調(diào)制被認為是在有限帶寬資源下提供高數(shù)據(jù)速率最佳手段,。

其目的是讓一個信號搬運更多的比特,,在相同帶寬下,高階調(diào)制的信息速率更大,。以LTE為例,,其最初的下行調(diào)制方式是64-QAM(64個樣點,樣點數(shù)目越多傳輸效率越高),,目前64-QAM的一個信號可以承載6個比特,,而如果擴展到256-QAM(256個樣點),一個信號則可以承載8個比特,,帶寬效率也就提升了33%,,相比8PSK、16QAM那更是一個量級的提升了,。

目前,,X16和X20都支持256-QAM的高階調(diào)制。

高階MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)

事實上,,LTE Cat.4以上的標(biāo)準(zhǔn)都需要使用MIMO技術(shù),,高階MIMO可以增加數(shù)據(jù)流,最初LTE采用的是2×2 MIMO為兩個數(shù)據(jù)流,。

其原理很簡單,,即在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線,信號可以通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收,,這種做法直接增加了信道容量并且降低誤碼率,。

顯而易見,,最初的2×2 MIMO實現(xiàn)不了千兆級的速度,所以我們需要部署更高階的MIMO來獲得更多的數(shù)據(jù)流,。

高階MIMO究竟意味著什么,?不妨看看下面這個案例:

今年3月,高通攜手華為和南非MTN在實時網(wǎng)絡(luò)中完成了4×4 MIMO技術(shù)的現(xiàn)場測試,,測試結(jié)果顯示,,和傳統(tǒng)的2×2 MIMO技術(shù)相比,其平均下載吞吐量增長了74%,。所以總的來說,,部署高階MIMO可以有效地緩解網(wǎng)絡(luò)流量擁塞。

與此同時,,移動通信產(chǎn)業(yè)鏈建也在大規(guī)模部署4x4 MIMO,,高通作為芯片廠商可以說是推動4x4 MIMO技術(shù)的主力。接下來的問題是需要運營商網(wǎng)絡(luò)的支持,。

從目前來看,,4x4 MIMO技術(shù)對運營商而言也是極具吸引力,畢竟相比2x2 MIMO,,4x4 MIMO技術(shù)還可以將網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率提高1.2倍到1.8倍,。T-Mobile CTO Neville Ray就表示,“4x4 MIMO以及多天線技術(shù)是面向5G的技術(shù),,我們已經(jīng)于2016年開始部署,,以提供更好的用戶體驗?!?/p>

這三大技術(shù)都是實現(xiàn)千兆網(wǎng)速的關(guān)鍵,,以芯片商的維度來看,能同時實現(xiàn)五載波,、256QAM以及4x4 MIMO的廠商寥寥可數(shù),。雖然,,三星,、華為、聯(lián)發(fā)科等廠商正在窮追不舍,,但高通從3G時代開始就一路領(lǐng)先,,這樣的技術(shù)積累是其它廠商無法比擬的。

高通正在為5G鋪路

也許5G將會引領(lǐng)移動通信技術(shù)的一場革命,,但千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)并不會因為5G的到來而消失,,從技術(shù)角度來看,二者可以無縫切換,、協(xié)同工作,。高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊曾告訴雷鋒網(wǎng),,千兆級LTE并不是5G商用前的過渡,未來二者將會共存很長一段時間,。

“千兆級LTE是邁向5G移動體驗的重要基石,,但是5G并不是憑空產(chǎn)生的,是4G及其他技術(shù)多年積累的過程,?!?/p>

雷鋒網(wǎng)了解到,去年10月,,高通推出的全球首款5G調(diào)制解調(diào)器X50就可以與集成千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器的驍龍?zhí)幚砥鞔钆?,并通過雙連接緊密協(xié)調(diào)配合。

5G標(biāo)準(zhǔn)尚未敲定,,但企業(yè)需要未雨綢繆,,高通正是希望通過千兆級LTE和5G調(diào)制解調(diào)器為運營商開展早期5G試驗和部署,至少從實際行動來看,,高通已經(jīng)走在了前列!


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