华为碾压高通引领5G?高通笑着秀了下腹肌!

日前,在美国里诺召开的3GPP RAN1 #87会议上,华为等中国企业主推的极化码(Polar Code)打败美国主推的LDPC码和法国主推的Turbo码,成为5G eMBB场景在短码上的控制信道编码方案。一时间这一新闻在国内掀起了极大的热议,这确实堪称中国通信企业在5G技术上的一次突破,也有助于打破欧美对于5G标准的垄断。但是,也有媒体为了博取眼球,打出了“5G标准中国定”、“华为碾压高通拿下5G时代”的标题,而这就有点言过其实了。

华为碾压高通引领5G?别搞笑了!

从上面这张图上我们可以看到,目前3GPP 5G NR研究还在Release 14阶段,距离5G标准的正式制定还有相当长的一段时间。显然,现在说谁能够主导5G还为时尚早。

我们且不论5G标准是否真的能由中国企业来主导,就单看目前3G/4G技术,中国与欧美还是有着一定的差距。

高通:3G/4G市场的霸主

3G技术包括CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA三种标准,其中CDMA2000是由高通主导的,WCDMA则主要是由诺基亚、爱立信主导(他们都声称拥有20-30%的WCDMA专利,高通似乎只有10%),TD-SCDMA则由中国主导(主要是中兴、华为、中国移动等厂商),具有一定自主知识产权(TD-SCDMA依然部分采用了CDMA技术)。不过前两者占据最大市场,TD-SCDMA则仅限于中国市场。虽说后两者与高通似乎没有直接关系,但是由于高通掌握CDMA的核心技术,所以不论是爱立信还是诺基亚,还是采用TD-SCDMA技术的中国厂商,都需要向高通缴纳专利费。

而到了4G时代,则是FDD-LTE和TD-LTE两种制式,虽然中国主导的TD-LTE具有自主知识产权,但是实际上两种制式超过90%以上的专利都是共通的。根据此前高通垄断案的一些资料显示,由于高通仍然拥有不少LTE专利(无论TD-LTE还是FDD-LTE),“经过国家发改委的调查和承认,高通仍可以对TD-LTE技术收取3.5%的专利费”。

可以说,在3G技术上,高通占据主导地位,在4G技术上,高通虽然地位虽然受到了冲击,但是在市场端,高通依然是霸主。那么在5G技术上,高通又有哪有布局呢?

全球首款5G基带芯片骁龙X50

作为全球通讯领域的领导者,高通的通讯技术一直走在业界的前列,在5G技术上也不例外。在前天在深圳高通创新中心举行的媒体会上,高通详细介绍了其在上个月公布的全球首款5G调制解调器——骁龙X50。

全球首款5G基带芯片骁龙X50

据介绍,骁龙X50 5G调制解调器最初将支持在28GHz频段毫米波(mmWave)频谱的运行,将配合Verizon 5GTF和Korea Telecom的5G-SIG规范。通过支持8×100MHz载波聚合,骁龙X50 5G调制解调器可支持最高每秒5Gbps的峰值下载速度。

全球首款5G基带芯片骁龙X50

虽然毫米波具有高传输速率的优势,但是其信号容易衰减,且难以穿透障碍物。不过高通表示,可以采用多天线阵列,同时配合自适应波束成形和波束追踪技术的多输入多输出(MIMO)天线技术,可将覆盖范围和移动性扩展到在非视距(NLOS)环境中,实现稳定、持续的移动宽带通信。

华为碾压高通引领5G?高通笑着秀了下腹肌!

由于毫米波运行在较高频率上,小波长使得天线也可以做得相对较小,大量天线阵元能在相对较小的形状因子中运行。所以我们可以利用毫米波的这种特性,形成狭窄的定向波束,发送和接收更多能量,从而克服传播/路径损耗的问题。这些窄波束也可用于空间复用。这是将毫米波用于移动宽带服务的关键要素之一。此外,在视距路径受阻时,非视距路径(如附近建筑的反射)能有大量能量以提供替代路径。

不过,想要通过毫米波获得良好的移动宽带用户体验,还需要不断的智能波束搜索和跟踪算法,来发现并切换到主导波束路径上。该路径会根据环境、移动性以及其他因素的改变而不断变化。我们需要一个在不同波束路径之间以及不同毫米波小型基站之间都能灵活切换的5G设计。

此外,还可增加部署5G小型基站等措施,来进一步扩大5G的覆盖范围,对于5G信号衰减进行补偿和增强。

比如此前爱立信就开始在欧洲部署了一款井盖基站,其优势在于工程实施方便快捷,选址方便,部署便捷,同时整体的体积小、重量轻,降低寻址难度和施工难度。同样类似这种“隐形的基站”,非常适合于5G时代在建筑密集的区域进行部署,从而增强5G信号的覆盖。

此外,骁龙X50 5G调制解调器还可与骁龙X16千兆级LTE调制解调器搭配使用,可支持双连接的多模4G/5G网络,骁龙X16能够为早期5G网络提供一个广域覆盖网络,因此它将成为5G移动体验的一个重要支柱。

全球首款5G基带芯片骁龙X50

骁龙X50 5G平台将包括调制解调器、SDR051毫米波收发器和支持性的PMX50电源管理芯片。骁龙X50 5G调制解调器预计将于2017年下半年开始出样。集成骁龙X50 5G调制解调器的首批商用产品预计将于 2018年上半年推出。

4G LTE仍然还有很长的演进期

“5G技术不是凭空产生的,而是4G LTE以及其他通信技术的累积并行发展到一定阶段的产物。即便是5G时代到了,但是在相当长的一段时间仍然会与4G协同部署。”高通产品市场高级总监沈磊认为:“从目前来看,4G仍然还有10到15年甚至更长的演进期,高通会积极推动LTE和5G的并行发展。”

基于此,今年2月份的时候,高通就正式公布了其最新一代的LTE基带芯片骁龙X16 ,这是全球首款移动平台商用千兆级LTE基带芯片。此外,在全新窄带物联网技术LTE IoT上,高通也推出了相应的解决方案。

千兆级LTE芯片骁龙X16 

骁龙X16 LTE调制解调器基于先进的14nm工艺,作为移动行业首款商用千兆级LTE芯片,骁龙X16通过支持跨FDD和TDD频谱最高达4×20 MHz的下行链路载波聚合(CA)和256-QAM,可以带来“像光纤一样”(fiber-like)的最高达1Gbps的LTE Category 16下载速度;同时通过支持最高达2x20 MHz的上行链路载波聚合以及64-QAM,可以带来高达150 Mbps的上行速度。

千兆级LTE芯片高通骁龙X16

骁龙X16 LTE调制解调器可利用与Cat.9 LTE终端相同数量的频谱实现千兆级LTE速率。通过载波聚合和4x4 MIMO,骁龙X16 LTE调制解调器仅使用3个20 MHz载波即可接收10个独立数据流。

千兆级LTE芯片高通骁龙X16

对256-QAM的支持可将每个数据流的峰值吞吐量从75 Mbps提升至接近100 Mbps,而通过调制解调器数据压缩还可实现其他优势。

此外,得益于对LAA和LTE-U的支持,减少了所需授权频谱的数量——可减少至40 MHz或更少——将显著增加全球可部署千兆级LTE速率网络的运营商数量。

骁龙X16 LTE调制解调器还搭配了全新的WTR5975射频收发器,这是全球首个单芯片射频集成电路(RF IC),能够支持千兆级LTE、LTE-U以及5 GHz非授权频段LAA。高度集成的WTR5975在单一收发器芯片中最高可支持4x下行链路载波聚合、2x上行链路载波聚合、所有3GPP协议批准的频段(包括3.5GHz的Band 42、Band 43)以及4x4 MIMO,大幅减少了支持先进载波聚合和MIMO配置所需的占板面积。WTR5975还具有旨在帮助领先LTE设备中简化PCB布局的全新数字化互通接口,简化了调制解调器和收发器之间的路径。

全新调制解调器和收发器不仅包含先进的连接特性组合,还支持骁龙全网通,包括全部主要蜂窝技术(LTE FDD、LTE TDD、WCDMA、TD-SCDMA、EV-DO、CDMA 1x和GSM/EDGE)、频段、载波聚合频段组合、LTE双卡、LTE广播且支持高清和超高清LTE语音(VoLTE)利用SRVCC(单一无线语音呼叫连续性)到3G和2G语音的切换。

此外骁龙X16还搭配了高通RF360 QET4100包络追踪器,通过全球首个发布的LTE FDD和LTE TDD 40MHz包络跟踪解决方案大幅改善了LTE功耗。

骁龙X16 LTE调制解调器、WTR5975和QET4100作为一个系统共同进行设计和优化,以支持快速下载、敏捷的应用性能,并带来增强的散热效率和优化的功耗。全新的芯片组旨在支持从智能手机、平板电脑和移动计算终端,到汽车、无人机和虚拟现实装备等广泛的连接平台。

千兆级LTE芯片高通骁龙X16

高通表示,得益于骁龙X16 LTE调制解调器千兆级的LTE速度,用户将能够享受到其突破性功能带来的优势,如360度虚拟现实内容的实时传送、全新的影音娱乐体验(快速缓存超高保真音乐和电影)、即时APP应用(无需下载安装即可享用)、更快更无缝的云端应用与服务的访问。同时也将使得云存储或将拥有媲美本地闪存的读取速度。

千兆级LTE芯片骁龙X16

在今天的会议上,高通表示,骁龙X16 LTE调制解调器可支持支持从智能手机、平板电脑和移动计算终端,到汽车、无人机和虚拟现实装备等广泛的连接平台。而高通即将推出的下一代骁龙800系列处理器就将会集成骁龙X16 LTE基带芯片。

面向物联网的全新窄带LTE技术

根据市场研究机构预测,到2025年会有超过50亿的基于蜂窝技术的物联网连接,显然这是一个非常巨大的市场。不同于智能手机等移动终端设备,物联网市场对于移动性、数据传输速度的要求都相对较低,所以目前应用在物联网市场的主要还是2.5G/3G网络。虽然也有应用LTE Cat-1/Cat-4等网络的,但在高通看来,未来两种窄带LTE技术标准LTE Cat-M1(机器类型通信)以及LTE Cat-NB1(NB-IoT)的3GPP Release 13标准将成为物联网应用的主流技术。特别是Cat-NB1,早在2015年9月的RAN全会上,就已经被3GPP确定为窄带蜂窝物联网的标准。

窄带LTE技术的优势主要在于可以利用现有LTE基础设施和频谱,可以进一步降低终端和核心网络的复杂性、实现更低功耗延长续航时间、通过冗余传输实现更深覆盖。

面向物联网的全新4G LTE调制解调器

LTE Cat-M1技术使用的是1.4MHz带宽,广泛用于物联网应用的互联网连接,包括语音通信等,最高数据传输速率达1Mbps;LTE Cat-NB1也叫NB-IoT, 所需带宽大约为200KHz,主要以100Kbps以下速率传输低流量数据。

LTE Cat-M1和LTE Cat-NB1

LTE Cat-M1和LTE Cat-NB1这两种技术可以说各有优劣势。相比之下前者在移动性、数据速率上更具优势;而后者则在覆盖范围、部署灵活性、功耗、成本上更具优势。

面向物联网的全新4G LTE调制解调器

如果采用全球双模LTE Cat-M1 NB1的方式,将会充分利用两种技术的优势,弥补双方的不足。

全新窄带物联网技术LTE IoT

今年年初,高通就曾推出了MDM9x07系列调制解调器(基于Cat4/Cat1),目前已经被60多个厂商所采用,100多款产品在设计和上市过程中。而接下来高通将会针对物联网市场推出支持Cat-M1的芯片MDM9206,而且这款产品后续通过软件升级还可支持NB-IoT。据高通介绍,目前MDM9206已经获得大多数业界领先的OEM厂商和模块厂商的终端设计,而基于MDM9206的模块预计将在2017年初发布。

5G对于智能手机带来的挑战

高通表示,目前千兆级LTE芯片要想成功应用在手机上还有很多的挑战,比如需要支持4×4MIMO,也就是手机端需要四根天线(此外还有一根WiFi天线),而目前手机大都是两根天线(三星S7是四根天线),再加上手机的金属外壳以及用户持握手机的干扰影响,这对于手机厂商提出了很高的挑战。不过高通表示,骁龙X16可以支持多频段WiFi(包括2.4GHz、5GHz、60GHz),可以实现LTE/5G与WiFi相融合共用天线。但是,即便如此还需要3根天线。而对于5G手机来说,可能会需要多达4-16根天线。

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