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什么是千兆级LTE?5G网络之前最重要的通信创新
来源:互联网  (转载协议)   发布日期:2017-08-18 15:57   浏览:9186专栏投稿 值班编辑:QQ281688302

我们当今的时代是移动互联的时代。无处不在的无线网络信号彻底改变了社会的运行方式,让无数人随时随地可以通过一张信息网络自由交流。在这前所未有的繁荣背后,最大功臣是近年来在全球普及的第四代移动通信网络,也就是4G LTE技术。 4G LTE全称第四代移动通

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我们当今的时代是移动互联的时代。无处不在的无线网络信号彻底改变了社会的运行方式,让无数人随时随地可以通过一张信息网络自由交流。在这前所未有的繁荣背后,最大功臣是近年来在全球普及的第四代移动通信网络,也就是4G LTE技术。

4G LTE全称第四代移动通信长期演进(4th Generation Long Term Evolution),是高通公司等通信巨头企业主导研发的高带宽无线网络标准,最大特征是平均数据下行带宽达到100-200Mbps,与主流有线宽带连接相当。4G网络的普及大大促进了移动互联生态的发展,使得移动游戏、O2O业务、移动办公等业务在大众中广泛流行,创造了难以估量的巨大社会效益。

但高通公司为代表的科技通信行业并不满足于4G技术的已有成就,而是将目光转向了更为先进的无线通信技术。在这样的背景下,千兆级LTE应运而生了。

什么是千兆级LTE?

千兆级LTE又称LTE-A Pro,是高通公司主导的新一代无线通信标准,其最突出的特征就是理论下行带宽可达1Gbps以上,比4G提升了一个数量级。为实现如此高的传输带宽,高通在新标准中应用了载波聚合、高阶调制和高级MIMO等创新,从而在带宽、延迟、稳定性、功耗表现等多个指标上取得了非常显著的进步。

千兆级LTE的关键环节:调制解调器

与3G到4G技术的换代不同,运营商将现有的4G网络升级到千兆级LTE标准并不需要做大幅的改动,无需大规模重新建设;相比之下,终端设备的调制解调器换代才是迈向千兆级LTE的关键环节所在。

2016年初,高通发布了业内第一款支持千兆级LTE标准的调制解调器:骁龙X16 LTE 调制解调器。骁龙X16 LTE 调制解调器使用业内领先的14nm FinFET工艺制造,支持Cat.16千兆级网络规范,实现了高达1Gbps的下行带宽。到了2016年底,高通旗舰级的骁龙835平台首次集成骁龙X16 LTE 调制解调器,成为全球首个商用级的千兆级LTE终端解决方案,并在澳大利亚与运营商Telstra进入商用。2017年初,高通更是推出了支持Cat.18标准,提供高达1.2Gbps下行带宽的X20调制解调器。相比之下,其主要竞争对手如联发科和华为[AE1] 等公司至今连支持Cat.16标准,提供1Gbps带宽的调制解调器方案都不见踪影,落后高通的步伐接近两年时间。

骁龙X16调制解调器引入了大量创新技术,在大幅提高通信性能的同时,其功耗、体积、成本都能满足智能手机等移动终端的苛刻需求。

l 首先,骁龙X16 LTE 调制解调器拥有增强型载波聚合,支持4个20MHZ的载波合并传输,加上最高4x4的MIMO多数据流传输和256-QAM,奠定了Gbps带宽的实现基矗同时,在复杂网络条件下,X16达到同等网络传输速度时的稳定性明显强于上一代LTE调制解调器。

l 骁龙X16 LTE 调制解调器支持授权频谱辅助接入(LAA),这一功能大大降低了运营商为用户提供千兆级LTE服务的门槛。基于该技术,运营商可以利用非授权频段扩大千兆级LTE的网络覆盖,降低升级到千兆级LTE标准的建设成本,大大推进了千兆级LTE网络的实用进程。

l 骁龙X16 LTE 调制解调器使用业内领先的14nm FinFET工艺制造,芯片本身体积小巧、功耗水平极低;而其集成的全新高通WTR5975 RF收发器则将多种先进功能和全频段支持集成进一块RF芯片,明显减少了芯片复杂度和空间占用;收发器和调制解调器之间的创新数字互联接口则简化了PCB布局,进一步缩小了芯片面积。最后,在嵌入进骁龙835平台之后,整套解决方案实现了业内最佳的体积控制和功耗控制水平,使得移动设备有更多空间安排大容量电池,提升设备续航力,并降低了设备工作时的发热量。

高通今年初推出的骁龙X20 LTE调制解调器则在X16的基础上更进一步,通信规格支持提升到Cat.18,下行带宽突破1.2Gbps;同时,X20的制造工艺进化到最顶尖的10nm级别,使芯片面积进一步缩小,功耗表现也进一步增强。

以骁龙X16和X20 LTE调制解调器为标志,高通引领产业正式进入了千兆级LTE时代。事实上,由于迄今为止连X16调制解调器都没有任何其他厂商的竞品方案,业界要实现千兆级LTE支持目前唯一可选的就是高通方案。

千兆级LTE生态:为何高通将保持主导地位?

目前,全球已有多家运营商在规划、测试千兆级LTE网络,澳大利亚悉尼已经在年初实际商业化运营了首个千兆级LTE通信网。国内的几大运营商也在紧锣密鼓地准备升级到新一代标准。

与此同时,去年底推出的,集成骁龙X16 LTE 调制解调器的高通骁龙835移动平台已经被三星、索尼、和HTC等多家厂商的旗舰型号采用,实际出货量已达数千万部。对于运营商而言,采用骁龙835平台的移动设备是目前唯一广泛流行的千兆级LTE终端,并且这种状态还会延续至少一年。到今年底,基于骁龙835平台的智能手机数量还会大幅增长,甚至还会出现一批使用骁龙835的笔记本电脑设备;明年,集成骁龙X20 LTE调制解调器的下一代骁龙移动平台也会面世。高通方案在终端市场的绝对优势已经无可撼动。

基于这样的现实情况,全球运营商在部署千兆级LTE网络时,必然会优先考虑对高通方案的兼容性,注重提升高通方案终端设备的通信性能。未来其他厂商的竞品方案即便开始铺货,在网络中的表现也难以与高通方案比拟。高通在千兆级LTE技术上“快人两步”的表现,使其在未来的生态圈中取得了明显的地位优势。

另一方面,高通在LAA、MulteFire(非授权辅助接入)及物联网低功耗技术等方面的创新也随着X16、X20等方案一并推向市常这些技术能显著降低运营商的部署成本,扩大千兆级LTE网络的覆盖范围,增加网络的应用场景和设备兼容性。

此外,由于骁龙X16 LTE 调制解调器调制解调器在制造工艺、核心技术等层面的优势,即便在已有的非千兆级、不支持Cat.16标准的4G网络中,使用这一方案的终端设备也有更好的通信性能与功耗表现,还能降低运营商的工作负荷。所有这些因素都让运营商更加依赖高通的调制解调器方案,提升高通在市场上的竞争优势。

千兆级LTE将给市场带来哪些好处?

对于通信产业来说,千兆级LTE的优势体现在运营商和用户两个层面:

l 运营商层面:千兆级LTE能明显降低运营商的流量平均成本,使得运营商可以推出更具竞争力的资费套餐,为用户创造更多价值。当流量费用下降到一定程度后,移动互联网的应用场景和用户数量又会有一个大幅度的增长。在一些发达国家,已经有移动互联网完全取代固定宽带和私有WiFi的趋势出现。同时,物联网产业经过多年准备,即将迎来前所未有的爆发。这些都会进一步扩大移动互联网的市场规模,使运营商的收益进一步提升。

此外,千兆级LTE还是5G通信网络的前置技术,基于千兆级LTE网络,运营商未来可以无缝升级到5G网络,升级和过渡成本较低,符合运营商的长期利益。

l 用户层面:随着千兆级LTE网络的广泛普及,用户得到的不仅是足以取代固定宽带网络的超高传输带宽。高通在研发千兆级LTE标准时非常重视网络的延迟、稳定性和移动速度等指标;基于这些目标努力的成果,千兆级LTE技术在网络延迟参数上甚至超过了许多有线网络标准。超低的延迟指标(10ms级甚至更低)使得在线云渲染、实时数据同步、远程VR/AR等应用得以实用化并广泛推广;突出的稳定性则让用户可以用无线网络完全取代固定宽带和私有WiFi,简化个人和企业网络的部署;更高的移动速度宽容度则为无人驾驶、联网无人机、智慧交通等大规模技术革新奠定了基矗尽管我国目前尚未商用千兆级网络,但是通过测试能够发现,例如搭载骁龙X16 LTE 调制解调器的终端,在现有网络仍比低标准的调制解调器更快。

当千兆级LTE时代到来,全球移动互联网生态会出现全面的进化,市场规模、应用范围、社会影响力等都将达到前所未有的新高度。

未来展望

在高通与合作伙伴的大力推动下,千兆级LTE网络技术已经离我们的生活不远了。现在,使用骁龙835平台智能设备的消费者已经能率先体验到骁龙X16 LTE 调制解调器在已有4G网络中更为出色和稳定的通信表现;而随着各大运营商全面测试和部署Cat.16乃至Cat.18千兆级LTE网络,这些用户无需升级设备就能无缝过渡到新一代网络中,直接享受千兆速度的畅快体验。

而数年后,当千兆级LTE网络颠覆了移动互联网生态、创造了巨大的经济和社会效益时,作为行业先驱和主导者的高通公司也将创造更多的价值,取得更大的成就。未来,相信高通公司不会停下创新的脚步,会带领产业不断进步,攀登无线技术下一座、再下一座高峰。

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