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高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

作者:包永刚
2019/02/19 20:31

雷锋网消息,MWC2019前夕,高通今天宣布推出继骁龙X50后的第二代5G新空口(5G NR)调制解调器骁龙X55 5G调制解调器,也是全球首款实现7Gbps速率的5G调制解调器。工艺上,骁龙X55从骁龙X50的10nm升级为7nm,功能和性能方面也有不同程度的提升。通过骁龙X55,更应该看到5G时代的三个关键点:5G高复杂度、整体方案、应用场景不再局限。 高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

5G技术的高复杂度

通信技术已经从第一代演进到第五代,伴随性能提升而来的是更高的复杂度,这个复杂度除了新技术本身,还来自新技术向下的兼容性。因此,高通的第二代5G调制解调器骁龙X55强调的是支持5G到2G的多模,支持几乎全频段、全部地区,当然还有非常高的下载和上传速度。

高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

具体看,在5G模式下,骁龙X55可实现最高达7Gbps的下载速度和最高达3Gbps的上传速度;同时支持Category 22 LTE带来最高达2.5 Gbps的下载速度。骁龙X55支持全球所有主要频段,无论是毫米波频段还是6 GHz以下频段;支持TDD和FDD运行模式;支持独立(SA)和非独立(NSA)网络部署。

另外,除了支持分配给5G的待开发频段的部署之外,骁龙X55调制解调器还有两个值得关注的技术特性,一是4G/5G频谱共享,即在同一小区里面,使用骁龙X55可以同时共享4G和5G的重叠频谱;二是全维度MIMO,在这一技术的支持下,小区的天线阵列除了水平方向,还可以在垂直方向上进行波束成形和波束导向,提升整个空间的覆盖和效率。

简单来说,5G调制解调器不仅要支持5G的不同频谱,不同运行模式,不同的部署模式,还要并向下兼容4G技术。

高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

5G调制解调器为什么要设计的如此复杂?高通产品市场高级总监沈磊告诉雷锋网等媒体:“2010年4G开始部署的第一年,全球承诺部署4G的运营商不超过5家,只在屈指可数的几个城市中进行部署,可供测试和使用的4G终端产品不超过5款。但在5G部署的第一年,就有超过20家全球主流运营商承诺部署和推出5G服务,超过20家全球领先的OEM厂商承诺发布5G终端。”

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因此,新一代通信技术的本身就意味着更多的技术挑战,而5G标准迟迟未确定又增加了5G调制解调器的研发和测试难度,与此同时,5G商用部署参与者更多,意味不同地区和公司对5G调制解调器的需求不同。并且,4G时代就已经实现了单个设备的多频段多模式支持,5G调制解调器想要在全球范围内获得市场的认可,即使复杂程度再高难度再大,5G的多频谱和多模式的全面支持无法回避。

沈磊还指出,随着核心网和接入网(RAN)的部署,以及基于基站和核心网设备的成熟快慢,5G在具体部署过程中还包括独立组网(SA)和非独立组网(NSA)等部署形式,在NSA模式下,5G和4G必须协同工作,目前这种双连接的频段组合数量可达成百上千个,带来了很高的复杂性。因此,4G与5G的技术难度不可同日而语。

纵观目前已经发布的终端5G调制解调器,无论是华为巴龙5000、英特尔XMM 8160、联发科Helio M70还是三星Exynos Modem 5100,都强调多模,支持SA与NSA,实现5G高速率并向下兼容2G/3G/4G网络。

其中,高通再一次占得先机,在2016年10月份就宣布推出第一代5G调制解调器X50,并在今天宣布第二代产品。沈磊表示:“目前,全球绝大多数主流设备供应商的互操作测试、绝大部分运营商的实验室和现网测试以及绝大多数OEM厂商的5G终端产品开发都是基于骁龙X50这款芯片完成。而骁龙X55目前处于供样阶段,商用终端预计会在2019年发布。

需要指出的是,无论是哪家的5G调制解调器,基于5G技术复杂性以及5G商用初期产业链的成熟度,包括5G调制解调器在内的各种器件价格都会偏高,这也能让我们更好的理解中国移动给出5G手机价格预计在8000元以上的判断。

至于5G产品价格何时能成为大众普遍接受的水平,还取决于产业链各方的共同努力以及市场的接受程度。

5G套件降低开发难度

5G的复杂性带来的问题不仅在调制解调器中体现。沈磊指出,在整个通信链路中,除了调制解调器外还需要很多器件,包括射频收发器和滤波器、开关和功率放大器(PA)等射频前端,还有天线。尤其是5G毫米波部署中,需要在终端上支持大量天线。如此复杂的通信链路,如果采用由不同厂商开发的元器件,整个终端的集成、测试和优化过程将会非常漫长,成本也会非常高。

高通总裁克里斯蒂安诺·阿蒙表示:“面对5G,OEM厂商面临一系列艰巨的设计挑战。满足覆盖2G到5G的多模需求以及持续增加的频段组合带来了前所未有的复杂性。独立式调制解调器或射频解决方案已不足以应对这些挑战。”

高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

因此我们看到,高通在发布骁龙X50的时候也发布了配套的毫米波天线模组QTM052。与骁龙X55配套发布的则是新一代的毫米波天线模组QTM525。QTM525有两大方面的提升,一方面是在上代产品已支持的n257(28GHz)、n260(39GHz)与n261(美国28GHz)频段的基础上,新增针对北美、欧洲和澳大利亚还增加了对n258(26GHz)频段的支持。另一方面是小型化,通过集成度的提升,手机厂商可以将毫米波手机的厚度做到8毫米以下,这和当前最轻薄的4G手机厚度基本持平。

除此之外,高通还发布了全球首款宣布的5G 100MHz包络追踪解决方案QET6100、集成式5G/4G功率放大器(PA)和分集模组系列,以及QAT3555 5G自适应天线调谐解决方案。包络追踪(Envelope Tracking,ET)的意义是什么?沈磊指出,手机的功率放大器(PA)主要负责在手机将信号发送给基站之前把手机中比较小的信号放大,使其能量变得足够大,能够发射得足够远,得以让基站能够收到这个信号,然后在基站和手机之间建立通信。

提高PA的效率一直是手机设计的最大挑战之一,此次高通推出的5G包络追踪解决方案是在4G ET上的增强,PA效率提升了一倍以上。QAT3555则可以与骁龙X55配合,减小天线尺寸,增高天线适应性,实现天线性能的提升。无论是QET6100还是QAT3555都对提升5G终端的续航、更高速率、更高通信质量都有积极意义。

沈磊进一步表示,骁龙X55不是单独的通信模块,而是一个完整的套片,所有的射频链路上的各种器件,从毫米波到6GHz以下频段,高通都有完整的解决方案。在完整方案的支持下,手机制造商不需要在终端设计上花费大量时间,还可在比较短的时间内完成产品的研发、生产和优化,并且兼顾产品的轻薄外形和良好性能,加快产品的上市时间。

雷锋网还了解到,性能提升的同时,由于骁龙X55套件中所包含的器件数量比骁龙X50套件少,集成度更高可以更好的控制功耗。

物联网、XR、车联网等更多应用

我们知道,4G及其之前的几代无线通信技术绝大部分还是应用于手机这单一行业当,而5G的一个重要愿景是可以让无线通信技术拓展到更多行业当中,释放更多的生产力、催生新的商业模式、改造甚至重塑众多行业的面貌,让整个人类社会得到提升。

5G愿景的实现当然与5G技术的演进和应用密不可分,2017年12月,Rel-15非独立模式(NSA)标准确定,2018年6月,独立模式(SA)标准出炉。目前,中国大部分运营商考虑的是SA部署,但也有运营商考虑NSA部署。

高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

不仅模式有所不同,频段的部署也有所不同,毫米波和6GHz以下频段最主要的应用是增强型移动宽带(eMBB),此类部署用例主要是提供更高的速率和更宽的带宽。5G还有其他的部署方向,比如超高可靠低时延通信(uRLLC),其专注于降低时延和提高可靠性。高通工程技术总监、中国区研发负责人徐晧表示:“从标准的角度看,Rel-16的标准化工作正在进行中,其商用可能在Rel-15之后的一两年内实现,不过高通已经在研究面向Rel-17能够在5G上实现的技术提升。”

除了关注标准的进展,高通也在推动OTA(Over-the-air)和原型机测试,原因是一方面可以对高通可能遇到的商用场景提前进行研发和测试;另一方面可以基于原型机或OTA外场测试,对今后比较新的技术提前进行测试和验证,从而获取新的测试结果。

徐晧进一步指出,高通也在探索协作多点在5G时代有哪些更多的应用场景,协作多点最大的优势就是具有协作性,eNodeB与eNodeB或者gNodeB与gNodeB之间有很好的协作性。目前已知的很好的应用场景是商业物联网或工业物联网。

高通第二代5G调制解调器骁龙X55实现7Gbps高速率,还透露了5G三大关键点

除了物联网,他还看好AR应用。徐晧认为,AR眼镜更轻便,佩戴不会影响日常生活,展现真实世界信息的同时还能将虚拟信息同时显示出来。当手机支持非常好的网络通信,AR眼镜可通过与手机的连接来接入网络,同时AR眼镜也有望直接支持5G连接。这种可穿戴设备在不久的将来可能会是除手机外一个很好的5G应用场景。

5G的另一个应用场景是蜂窝车联网(C-V2X),汽车领域正迎来一系列技术革命,包括汽车的电气化、自动化以及车联网的全连接,车联网对图像处理、声音处理以及传感器融合有很高的需求,5G能够提供车与车、车与网络之间的连接,加上AI算法的增强,两者结合可以为未来车联网和自动驾驶的发展提供帮助。

总结来说,除了目前5G的高速率eMBB场景,接下来还会看到支持eURLLC的工业物联网、5G NR C-V2X、共享/免许可频谱和无拘无束的XR的5G应用。

雷锋网(公众号:雷锋网)小结

高通作为最早推出面向移动终端5G调制解调器的公司,当其它公司在推出第一代产品不久之后,就发布了第二代产品骁龙X55。骁龙X55的特性很好的说明了5G技术的复杂性,当然高通也相应的给出了整套的解决方案以降低5G产品的研发难度。除此之外,5G的高投资也是阻碍5G普及和落地的一大关键,因此,在技术更先进以及高投入情况下,通过更多的落地场景不仅能降低5G的成本,也能进一步推动通信技术的发展,但这不非一件容易的事情。

MWC2019在即,关于高通以及其他厂商的更多5G进展,雷锋网将会持续关注,敬请期待!

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