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十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

本文作者:包永刚 2021-02-09 20:50
导语:高通5G解决方案的最大飞跃,是全球首个支持10Gbps 5G速率的调制解调器及射频系统。

雷锋网消息,高通MWC新品发布的时间再次提前,继2020年2月18日发布第三代5G调制解调器及骁龙X60毫米波天线模组之后,高通今天又发布了最新的第四代5G调制解调器骁龙X65和骁龙X62及射频系统。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

高通称骁龙X65是其5G解决方案的最大飞跃,也是全球首个支持10Gbps 5G速率和首个符合3GPP Release 16规范的调制解调器及射频系统。万兆级10Gbps的速率可以提供媲美光纤的浏览速度和低时延,消费者最快可以在今年底用上搭载4nm制程的骁龙X65和骁龙X62 5G终端。

高通5G解决方案的最大飞跃

去年发布的骁龙X60搭配高通毫米波天线模组的系统可以达到最高7.5Gbps的下载速度和3Gbps的上传速度,千兆级的速率及时延堪比光纤。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

今年,骁龙X65搭配高通的射频前端系统速率达到了万兆级的10Gbps,这是目前市场上最快的5G传输速率,媲美光纤,可以充分利用可用频谱实现极致的网络灵活性、容量和覆盖。

10Gbps到底有多快?固定宽带的速率从2000年的窄带(64Kbps)、宽带(1Mbps),发展2005年的超宽带(30-200Mbps)、超百兆(100-500Mbps),再到如今的千兆超宽(1Gbps-5Gbps)时代,网络速率的大幅提升带来了显著的体验提升。

与固定宽带过去二十年的发展类似,2010年开始商用的4G网络速率只有100Mbsp,十年后的2020年提升到了千兆级,今年提升到了万兆级的10Gbps,十余年间移动通信的速率提升了100倍。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

如此大幅度提升的一个关键是在5G中引入了毫米波频段。高通技术公司业务拓展高级总监南明凯解释,“10Gbps的速率是通过更大的带宽聚合来实现,骁龙X65调制解调器及射频系统采用300MHz的Sub-6GHz频段和1GHz的毫米波频段,聚合达到10Gbps的速率。单看Sub-6GHz的能力,前一代平台在聚合下可以实现200MHz+的带宽,骁龙X65达到300MHz的带宽。”

骁龙X65让5G进入万兆级的10Gbps时代,离不开完整的调制解调器到天线的解决方案,包括从调制解调器、射频收发器到完整射频前端的全集成系统。因此,与骁龙X65同时发布的还有第四代高通545毫米波天线模组。

自推出首代5G调制解调器骁龙X50开始,高通就会推出与之匹配的毫米波模组。出售完整的调制解调器到天线解决方案也成是高通5G时代的市场策略,一方面可以解决5G带来的技术复杂性挑战,加速5G产品上市,同时还能提升5G营收。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

进入5G万兆级时代的关键技术

5G部署的复杂性挑战来源于其通信性能的提升以及全球各地的复杂频谱。5G的部署按模式分为NSA(非独立组网)和SA(独立组网)。按频段,分为Sub-6GHz(6GHz以下)和高频段的毫米波。从4G演进到5G,带宽由几十兆提升至上百兆,6GHz以下频段从600MHz提升到7GHz,再加上毫米波频段。5G仅技术层面就面临巨大挑战。

同时,全球各地运营商频谱资源以及5G部署的进度也给5G的发展带来挑战。根据南明凯给出的数据,目前全球已有140家运营商在59个国家及地区推出了5G商用网络,还有412家运营商在131个国家及地区进行5G投资。

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能够实现10Gbp速率的毫米波网络部署方面,在美国率先部署后,欧洲、日本、东南亚也行了毫米波的商用部署。接下来,德国、英国、意大利等欧洲其它国家,还有韩国、澳大利亚将在2021年开展毫米波商用部署。南明凯提到,“中国的毫米波的商用时间可能稍微晚一点。信通院预计2021年将继续推进毫米波测试工作,虽然是测试,但一般来说中国的测试规模和海外的预商用规模是相当。”

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全球5G部署策略,以及各国从1G到5G频谱资源的差异,让想要满足全球市场需求的5G终端需要应对超过1000种频谱组合,由此带来的复杂性挑战不言而喻。

这就需要调制解调器更好的与射频器件配合。今年发布的高通545毫米波天线模组与上一代高通QTM052毫米波天线模组相比,支持更大的覆盖范围,对全球毫米波频段的支持更全面。QTM052支持26GHz、28GHz、39GHz频段,545毫米波天线模组增加了对41GHz(n259)频段的支持,并且保持与前代产品一样的占板面积。

除了毫米波模组,包络追踪器、辅助信号增强以及节电技术对于5G系统也非常重要。由于手机发射的信号并非恒定,因此需要通过包络追踪技术让手机发射信号的大小与功率放大器的电源电压同步变化,实现手机更长的续航。

高通技术公司产品市场资深经理李洋介绍,第7代高通宽带包络追踪器QET7100与骁龙X65调制解调器一起,能够优化5G功率放大器的信号质量和系统性能,提高发射信号质量,减少失真,大幅提升手机的上行速率,扩大5G手机的网络覆盖范围。

与目前市场上其它厂商提供的最先进产品相比,QET7100将能效提升了30%。并且,QET7100可以搭载多个功率放大器。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

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李洋还特别介绍了高通新一代射频前端解决方案的AI辅助信号增强技术。他说:“这是全球首个AI辅助的天线调谐系统,也是首个实现闭环天线管理的芯片平台。”

闭环天线管理的是通过动态侦测人的手部握持动作,判断手机使用方式对天线的影响,识别出应用场景,从而优化天线,使得天线在各个应用场景的性能都能达到最优。虽然侦测是智能的,但在不同场景的切换可能会有一定的误判率。

高通引入AI辅助信号增强技术以后,通过大量数据的训练不断优化算法,让各个场景的定义变得更加连贯,调制解调器也更容易识别出天线所处的状态。据悉,凭借着AI辅助信号增强技术,系统的情境感知准确性可以提升30%。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

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雷锋网了解到,由于AI辅助信号增强需要搭配高通的QAT系列专门做天线调谐的旗舰,并且需要借助调制解调器中的算力,因此这一技术只支持骁龙X65、骁龙X62以及骁龙X60。

还需关注的是,10Gbps的高速率也将带来高能耗,这就需要更好的能耗管理,高通新一代的5G调制解调器的PowerSave 2.0技术,基于3GPP Release 16定义的全新节电技术,比如联网状态唤醒信号(Connected-Mode Wake-Up Signal)。 

即将改变5G运营商和垂直行业

4G改变生活,5G改变世界的理念已经深入人心,但至今为止,5G仍未给人们以及企业带来明显的改变,10Gbps是否会带来新的变化?高通基于骁龙X65和QTM547增程毫米波天线模组推出了第2代5G固定无线接入平台,能够针对不同运营商、不同频段要求和不同场景推出相应的解决方案。

南明凯解释,不同的场景的意思是不仅包括手机这一典型应用场景,还包括一些宽带接入场景,尤其是在欧洲和北美等宽带接入资源有限、光纤入户还不是特别普遍的地区,采用支持毫米波的固定无线接入(FWA)为家庭提供宽带接入服务就是一种比较经济、合适、快捷的解决方案。

十年速率提升百倍!高通媲美光纤的4nm 5G基带骁龙X65大飞跃

当然,这也得益于骁龙X65的可升级架构特性,支持跨5G各细分市场进行增强、扩展和定制。再通过软件更新,支持即将推出的全新特性、功能,以及3GPP Release 16新特性的快速部署。

特别是随着5G扩展至计算、工业物联网和固定无线接入等全新垂直行业需要更加灵活的架构。南明凯表示:“作为首个支持3GPP Release16的平台,骁龙X65除了在低功耗方面进行了增强,也会根据客户需求支持Rel-16特性,包括垂直行业的需求。”

比如上行速率的增强,手机侧一般下行和上行的比例大概是7:1到5:1,下行速率远超上行速率,典型的如工业互联网垂直行业则是上行速率需求远大于下行,所以骁龙X65中引入了Release16定义的一些上行增强技术,包括5G上行链路FDD-TDD载波聚合。

5G带来的变革并不会在一夜之间发生,需要一步步演进,采用高通第2代5G固定无线接入平台平台的商用终端预计于2022年上半年上市,那时,5G运营商、工业互联网会因5G发生的改变将非常值得期待。

为了推动5G更大规模应用的骁龙X62,又将发挥怎样的作用?

注:文中配图来自高通 雷锋网(公众号:雷锋网)

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