5G戰(zhàn)場中 千兆級(jí)LTE產(chǎn)品開始陸續(xù)落地

 盡管5G已被提上日程，但這依然不影響一個(gè)既定事實(shí)：5G商用到形成氣候，還需要3-5年——根據(jù)工信部、3GPP、中國IMT-2020(5G)推進(jìn)組以及三大運(yùn)營商的5G商用計(jì)劃顯示，2017年中國將展開5G網(wǎng)絡(luò)第二階段測試，2018年大規(guī)模試驗(yàn)組網(wǎng)，2019年建設(shè)5G網(wǎng)，最快2020年商用5G。嚴(yán)格說，每一代移動(dòng)通信技術(shù)要想覆蓋的嚴(yán)絲合縫，必須經(jīng)歷一個(gè)過渡期，而5G的必經(jīng)之路，就是千兆級(jí)LTE。

先于5G時(shí)代的千兆級(jí)LTE

千兆級(jí)LTE的理論速度可以達(dá)到光纖級(jí)別的1Gbps，與國際電信聯(lián)盟對4G定義的標(biāo)準(zhǔn)一致，業(yè)界稱之為LTE-A。單從速度來說，千兆級(jí)LTE當(dāng)然沒法和數(shù)千兆級(jí)的5G相提并論，不過，前者是在為5G鋪路，未來5G的技術(shù)很多都是從4G演化而來，兩者會(huì)長期共存和互補(bǔ)。

原因在于，5G不可能一夜之間部署完整，通常會(huì)先從熱點(diǎn)地區(qū)開始部署，再慢慢擴(kuò)展。在5G的整個(gè)時(shí)間表中，4G還會(huì)繼續(xù)發(fā)展，LTE、LTE-A、LTE-A Pro會(huì)和5G長期共存和互補(bǔ)，這是未來5G全球標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)化的步驟。這也是為什么到現(xiàn)在，一個(gè)多模的手機(jī)里，2G、3G、4G頻段都在協(xié)同工作。

那么，業(yè)界所稱的“光纖級(jí)別”的速率，甚至高于家庭光纖速率是怎么煉成的?

這就要從LTE技術(shù)的起點(diǎn)說起，它得具備這幾個(gè)特性：

LTE最入門級(jí)的考慮就是有一個(gè)20MHz帶寬的載波(以前GSM時(shí)代是200KHz，WCDMA和HSPA+時(shí)代是5MHz)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，LTE的調(diào)制方式也比2G和3G有了一個(gè)升級(jí)，因?yàn)橐粋€(gè)信道的寬度、容量和數(shù)據(jù)率、單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈正比。此載波基礎(chǔ)上，下行初始的調(diào)制方式是64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調(diào)制——可以視為一種信號(hào)調(diào)制方式，每個(gè)信號(hào)可以傳6個(gè)bit)，且至少部署2x2MIMO(指的是在接收端要有兩個(gè)天線，有兩個(gè)接收的射頻通路，可以理解成有兩個(gè)數(shù)據(jù)流)。這種配置下，一個(gè)數(shù)據(jù)流可以傳75Mbps，由于至少有兩個(gè)數(shù)據(jù)流，所以實(shí)際就是75×2=150Mbps。

以上速率已經(jīng)是幾年前的LTE，而LTE基本每年都在發(fā)展，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)同樣在發(fā)展。

每一代通信技術(shù)的原理都大同小異，每一代移動(dòng)通信的升級(jí)，載波帶寬都在持續(xù)提升，而千兆級(jí)LTE之所以能達(dá)到第一代LTE十倍的速度，是因?yàn)槎喾N技術(shù)的加持，包括：載波聚合、更復(fù)雜的高階調(diào)制、更高階的MIMO。

(1)第一步，載波聚合，增加信道數(shù)量。簡單的理解就是利用基帶以及射頻技術(shù)，將三個(gè)載波進(jìn)行聚合，成為一個(gè)更寬的通道。這是三個(gè)技術(shù)中最易實(shí)現(xiàn)最早被采用的。

以澳洲運(yùn)營商Telstra舉例。Telstra有三個(gè)授權(quán)頻段，每個(gè)頻段都是20MHz，它可以通過射頻和基帶技術(shù)，把這三個(gè)載波、三個(gè)頻段聚合起來，變成一個(gè)更寬的信道=3×20MHz，以達(dá)到更高的傳輸速度=60MHz。由于每個(gè)載波可以傳輸2個(gè)數(shù)據(jù)流，三載波條件下一共有6個(gè)數(shù)據(jù)流，一個(gè)數(shù)據(jù)流是64-QAM，速度是75Mbps，所以三載波聚合可以得到450Mbps。這就是實(shí)現(xiàn)千兆級(jí)的技術(shù)之一，通過三個(gè)載波聚合將速度提升到450Mbps。

(2)第二步是高階調(diào)制，通過增強(qiáng)調(diào)制方式讓每個(gè)信號(hào)搬運(yùn)更多的數(shù)據(jù)。

簡單來說，最初使用的64-QAM承載了6個(gè)bit僅支持75Mbps的速率，現(xiàn)在，高通將其升級(jí)到256-QAM，比原來提升了33%，每個(gè)可以支持100Mbps。再次經(jīng)過三載波聚合，結(jié)果就是6×100Mbps，在兩個(gè)技術(shù)疊加的情況下可以將速率從450Mbps 提升到 600Mbps。這個(gè)數(shù)字足以讓我們興奮了。

(3)第三步是在終端上部署更高階的MIMO，更多的天線，更多的收發(fā)鏈路，從而支持更多的數(shù)據(jù)流。

再次以Telstra的部署為例，在前兩個(gè)技術(shù)提升上，高通將6個(gè)信息流以載波聚合達(dá)到了600Mbps，而使用4×4MIMO技術(shù)之后，一個(gè)載波上的數(shù)據(jù)流數(shù)量從2個(gè)變成4個(gè)，這種部署下的三載波(其中兩個(gè)載波有4x4MIMO，一個(gè)載波是2x2MIMO)，就可以有10個(gè)信息流，將速率提升到10×100Mbps=1000Mbps。由此，LTE的速率達(dá)到千兆級(jí)，足以同時(shí)收看37個(gè)以上的Netflix 4K視頻節(jié)目了。

千兆級(jí)LTE支持未來體驗(yàn)

1Gbps的速率是一種什么樣的體驗(yàn)?不妨設(shè)想一下這幾種使用場景：沉浸式的VR、云存儲(chǔ)和計(jì)算、更豐富的娛樂、即時(shí)APP。

比如，如果將海量的音頻、視頻資源都放在云端，可以用極短的時(shí)間將文件下載下來，這樣一來，電池續(xù)航時(shí)間能得到延長，終端發(fā)熱等各方面情況也會(huì)相應(yīng)有所改善。

再以云存儲(chǔ)為例，通過千兆級(jí)LTE，用戶在云端讀取文件的速度體驗(yàn)近于在本地實(shí)時(shí)讀取的體驗(yàn)。未來，云盤替代本地存儲(chǔ)將有望實(shí)現(xiàn)。

即時(shí)APP的意思是，未來很有可能會(huì)在手機(jī)上將APP上的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云端，以極高的速度讀取云端數(shù)據(jù)打開應(yīng)用。因此，手機(jī)很可能根本用不著下載大部分的外置應(yīng)用，而可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)打開，即時(shí)使用。

部署千兆級(jí)LTE，高通首當(dāng)其沖

迄今為止，來自18個(gè)國家的26家運(yùn)營商已規(guī)劃或試驗(yàn)部署千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)，全球有超過37個(gè)國家的運(yùn)營商正試驗(yàn)或部署相關(guān)的調(diào)制解調(diào)器特性。

早在2016年2月，高通就發(fā)布了第六代分離式LTE多模芯片組——驍龍X16調(diào)制解調(diào)器，支持到了1Gbps的下行速率及150Mbps的上行速率。

高通官方稱X16 LTE“跨越了無線和有線的邊界”，其實(shí)還是比較貼切的。X16 LTE相當(dāng)于一塊橫跨從智能手機(jī)、平板電腦和移動(dòng)計(jì)算終端，到汽車、無人機(jī)和虛擬現(xiàn)實(shí)終端等的連接平臺(tái)。至于消費(fèi)者的體驗(yàn)，就是諸如360度VR內(nèi)容的實(shí)時(shí)傳送、更快訪問云端應(yīng)用與服務(wù)。

驍龍X16 LTE誕生之后，業(yè)界就有了測試移動(dòng)寬帶速度的基礎(chǔ)：譬如2016年9月，高通聯(lián)手愛立信、Telstra，率先在Telstra現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上，使用單個(gè)終端實(shí)現(xiàn)979Mbps的下載速度和129Mbps的上行速度，再次推動(dòng)商用移動(dòng)寬帶的速度提升，演示中所使用的，正是搭載驍龍X16 LTE的測試終端。

再譬如2017年1月，Qualcomm、Telstra、愛立信和NETGEAR宣布推出全球首個(gè)商用千兆級(jí)LTE(Gigabit LTE)網(wǎng)絡(luò)及終端，并在位于澳大利亞悉尼的Telstra體驗(yàn)中心進(jìn)行了千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)活動(dòng)。作為全球首款千兆級(jí)LTE終端，NETGEAR Nighthawk M1移動(dòng)路由器采用的也是驍龍X16 LTE調(diào)制解調(diào)器，支持高達(dá)1Gbps的下行速率及150Mbps的上行速率。

很快，驍龍X16的升級(jí)版隨之問世。2017年2月21日，高通推出第七代LTE多模調(diào)制解調(diào)器即第二代千兆級(jí)LTE調(diào)制解調(diào)器——基于10納米的驍龍X20 LTE芯片組，支持最高達(dá)1.2Gbps的LTE Category 18下載速度，與驍龍X16相比，下載速度進(jìn)一步提升了20%。

千兆級(jí)LTE產(chǎn)品開始陸續(xù)落地

不止于技術(shù)層面，支持千兆級(jí)LTE的產(chǎn)品其實(shí)已經(jīng)開始來到了我們的身邊。

1、千兆級(jí)LTE集成于移動(dòng)平臺(tái)，應(yīng)用于智能移動(dòng)終端。

高通驍龍835是現(xiàn)在支持千兆級(jí)LTE的唯一一款處理器，采用10納米制程工藝，集成驍龍X16 LTE，支持包括智能手機(jī)、VR/AR頭顯設(shè)備、聯(lián)網(wǎng)攝像頭、平板電腦、移動(dòng)PC等等終端。這些終端運(yùn)行各種操作系統(tǒng)，包括Android、Windows 10。

近期，中國移動(dòng)終端有限公司和中國移動(dòng)浙江公司聯(lián)合高通，基于TD-LTE “4G+”網(wǎng)絡(luò)，在浙江杭州首次成功完成基于商用終端的千兆級(jí)速率外場測試，下行峰值速率達(dá)到700Mbps以上，平均速率680Mbps左右。此次測試采用的，正是搭載驍龍835移動(dòng)平臺(tái)的三星Galaxy S8/S8+。

三星、中興通訊、HTC、索尼以及摩托羅拉都計(jì)劃或已經(jīng)發(fā)布支持千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)終端。

2、千兆級(jí)LTE應(yīng)用于PC。

驍龍?zhí)幚砥骶邆湟苿?dòng)計(jì)算特性，包括千兆級(jí)LTE連接、多媒體、機(jī)器學(xué)習(xí)和硬件安全，同時(shí)還能支持輕薄、無風(fēng)扇式的設(shè)計(jì)以及長電池續(xù)航。

2016年12月8日，高通宣布與微軟合作，將在最新驍龍?zhí)幚砥鞯囊苿?dòng)計(jì)算終端上支持 Windows 10，滿足移動(dòng)、節(jié)能且“始終連接”的蜂窩 PC 終端需求，提供面向云計(jì)算的移動(dòng)性。

目前，華碩、惠普和聯(lián)想成為首批采用驍龍835移動(dòng)PC平臺(tái)開發(fā)移動(dòng)PC的OEM廠商。通過兼容Windows 10生態(tài)系統(tǒng)，驍龍移動(dòng)PC平臺(tái)將支持Windows 10硬件制造商開發(fā)下一代具有時(shí)尚形態(tài)的設(shè)備，并通過高達(dá)千兆級(jí)的LTE連接，實(shí)現(xiàn)“始終連接”的體驗(yàn)。

3、千兆級(jí)LTE應(yīng)用于汽車。

2017年1月3日，高通推出搭載X16 LTE的聯(lián)網(wǎng)汽車參考平臺(tái)，支持汽車制造商迅速集成更多連接技術(shù)，包括Wi-Fi、Bluetooth、Bluetooth Low Energy和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，以及作為可選特性的專用短程通信(DSRC)和蜂窩-V2X(Celluar-V2X)。該平臺(tái)還包括采用驍龍X16 LTE的模塊參考設(shè)計(jì)，可幫助汽車供應(yīng)商加速開發(fā)并縮短商用時(shí)間。

采用驍龍X16 LTE的聯(lián)網(wǎng)汽車參考平臺(tái)預(yù)計(jì)將于今年上半年上市。而高通的汽車解決方案覆蓋車載信息處理、信息娛樂和連接領(lǐng)域，已被超過150款汽車設(shè)計(jì)采用。