2022年高通实现载波聚合技术,5G速率提升最优解!
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众所周知,智能手机拥有通讯上网打游戏追剧聊天看小说等种种能力,是日常生活中名副其实的多面手。但大部分人不知道的是,这些能力的实现,同样需要一种名为“基带”的东西,如果没有它,智能手机也就无法联网,与板砖无疑。
基带的专业解释我们就不过多赘述了,简单来说就是控制手机信号的元器件,主要工作就是负责完成移动网络中无线信号的解调、解扰、解扩和解码,可以说是非常关键的部位,重要性不言而喻。
01 高通载波聚合技术,5G速率提升最优解,就像手机芯片有强有弱一样,基带芯片同样高低之分。不过,经常关注手机圈或者半导体行业的用户可能都了解,无论是手机芯片也好,还是基带芯片也罢,行业最优方案几乎都是高通提供的。即便到了5G时代,高通5G基带方案也一直是业内应用最广泛的选择。根据市场研究机构Counterpoint 2021年第四季度的数据显示,高通以76%的份额在5G基带芯片出货量中稳居第一,从这里也不难看出,高通在5G基带方面所取得的成就确实非同一般。
当然,高通基带能获得行业的普遍认可,其中很大一部分原因就与基带自身强悍的载波聚合能力有关。无线电频谱是移动通信业发展的基础,是推动产业发展的核心资源。在5G时代,在eMBB、mMTC和URRLLC三大业务场景中,行业对频谱资源的需求更加迫切,但频谱资源是一种稀缺的、不可再生资源,因此又不得不面对频谱资源紧张的问题。对此,业内最直接的做法就是增加频谱带宽以及拓展新的频谱资源,但无论哪一种方法,其实都是存在一些限制的,比如载波的带宽都是协议好的,无法随意改变;而高频5G的突破也非一朝一夕就能达到,是一个缓慢爬坡的过程。
除了频谱资源紧张外,各国各地区制式也有不同,有的可能在使用FDD(频分双工),而有的则在使用TDD(时分双工)。但无论是频谱差异也好,还是制式不同也罢,总之高低频谱、FDD/TDD之间会形成各种频段组合,这些频段组合是难以相互覆盖,所以“网差”可能是一个很复杂的问题。正是有着这样或者那样的问题,“载波聚合”技术也就有了它存在的价值,对于高通这样的基带供应商来说,支持载波聚合技术的5G基带能够实现频谱效率最大化利用的目标,确保用户能够在日益复杂的5G场景中依然可以获得足够优质的网络体验,而且其不仅仅只是提高网络速率,同时还会保证网络的稳定性,让我们在观看4K/8K直播、畅玩AR/VR云游戏时,也能从容应对。
02 不断进化的高通基带,不断突破的频谱聚合能力,高通很早就开始研究载波聚合技术,5G时代到来后,高通也陆续在市场中投放了多代支持5G频谱聚合的基带产品,高通基带的载波聚合能力也在不断突破中。
比如骁龙X60便支持5G毫米波和Sub-6GHz频段聚合,利用其载波聚合的特性,兼容更广泛的频谱组合,能够为运营商的5G部署提供最高的灵活性,充分利用各频段频谱资源。到了骁龙X65时代,高通基带在支持5G频谱聚合方面又有了新的突破。此前高通就曾宣布,他们成功完成了基于5G独立组网(SA)模式下Sub-6GHz FDD/TDD频段和毫米波频段的双连接5G数据呼叫测试,将毫米波频段的大带宽优势与Sub-6GHz FDD/TDD频段的广覆盖优势相结合,从而可以满足更大的带宽需求,甚至覆盖到传统无线连接无法触及的区域。
早在2016年10月,高通就发布了全球首款5G基带骁龙X50,10nm工艺,符合3GPP R15规范,支持Sub 6GHz、毫米波,支持NSA、TDD,峰值下行速度5Gbps。
2019年2月,高通推出第二代5G基带骁龙X55,升级7nm工艺,完整支持2G/3G/4G/5G、NSA/SA、TDD、FDD,并支持4G/5G载波聚合,新增宽带包络追踪、动态频谱共享。
一年后,我们看到了第三代骁龙X60,进一步升级为5nm工艺,支持Sub 6GHz频段TDD-FDD载波聚合、VoNR、全球5G多卡,还有第三代毫米波天线模组QTM535。
又过了一年,第四代骁龙X65到来,4nm工艺,升级3GPP R16规范,下行速度达到10Gbps,支持更多载波聚合,升级毫米波天线模组、PowerSave、Smart Transmit、宽带包络追踪。
作为高通第五代5G基带方案,骁龙X70特别引入了高通5G AI套件,可以利用AI优化Sub-6GHz、毫米波频段的5G链路,提升速度、网络覆盖、移动性、链路稳健性、能效,并降低时延。
主要特性包括:
- AI辅助信道状态反馈和动态优化,提升吞吐量和其他关键性能指标。
- 全球首个AI辅助毫米波波束管理,增强性能,提升吞吐量,扩大小区覆盖范围,提高链路稳健性。
- AI辅助网络选择,支持出色的移动性和链路稳健性。
- AI辅助自适应天线调谐,情境感知能力提高30%,实现更高的平均速度、更广的网络覆盖范围。
智能手机的快速发展,之所以有2G、3G、4G、5G之分,除了芯片之外,基带起到了至关重要的作用,如果没有基带,手机无法连接到数字蜂窝网络,也就无法拨打电话,发送短信,更无法上网。这类似于我们每个家用宽带的“猫”,负责将电信号与数字信号的转换,也就是调制与解调的作用。
而当我们进入5G时代之后,即便一些半导体企业能研发出性能强悍的芯片,但却无法成功的研发出时代环境下所需要的5G基带,所以我们能看到一些半导体企业在基带研发方面选择了退场,一些芯片企业选择了外挂第三方基带。而在5G基带方面,剩下的玩家几乎就剩下了华为、联发科、三星和高通。然而,高通在5G基带方面却展现出了“蓬勃发展”的势态。
根据Counterpoint Foundry和AP/SoC领域发布的公告显示,2021年第四季度,高通在基带芯片市场拿下了76%的市场占比,同比增长13%,远超第二名联发科的18%和第三名三星的4%。可以说,在5G基带芯片市场,高通已经形成碾压之势!为什么会出现这种现象呢?
首先,每年的第四季度,对于手机厂家和手机半导体企业而言,几乎都是旺季。全球对芯片的需求急剧上升,高通客户太多,台积电产能可能会有风险,三星也放大了产能,不仅高通处理器供货充足,而且性价比还很高。此外骁龙888又是高通的首款集成式旗舰5G soc,强悍的性能表现,在安兔兔性能排行榜形成了霸榜的趋势,这给骁龙888旗舰机型很大的宣传力度。
其次,提到手机市场的热门品牌,苹果是绕不开的话题,虽然苹果有自主研发的A15处理器,但基带则外挂的是高通X60基带,iPhone13系列,甚至iPhone12系列在全球火爆的销量,是推动高通基带业务的重要因素之一。
另外,在过去几年的时间里,华为的海思芯片一直是采用自供的方式,但由于海思库存紧张,华为的旗舰系列也都在采用高通的芯片及基带,即便是只有4G功能,这也是推动高通基带芯片市占比上涨的重要因素。
而之所以大家都会选择高通,其根本原因就是高通在通讯及半导体领域的技术积累,因为“技术是永不落伍的财富密码”。尤其是在5G时代,高通将全球领先的半导体技术与通讯技术的整合,在现有的通讯基础设施和新技术之间找到了非常完美的平衡,并将这些研究成果投入到了庞大的市场。
在通信圈有句话叫“4G改变生活,5G改变社会”。或许这句话不完全正确,但却诉说着一个基本事实,移动通信技术的每一次跃进都会深刻影响着我们的生活。
2022是全球5G规模化商用的第三年,自出现以来,5G演进的步伐一直未曾中断过,基于5G技术的创新应用和技术也在各行各业生根发芽,推动各领域向着智能化、数字化、网络化的方向发展。可以说,尽管5G商用的时间不长,但已经初露峥嵘,相信随着终端应用的不断演进,势必还将带来更深刻的社会变革。
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当然,任何行业的发展从“0”到“1”再到不断壮大,都少不了推动者和引领者,而在5G发展的过程中,高通公司无疑承担着这样一份职责。事实上,高通作为全球最大移动设备芯片供应商,在3G、4G时代就一直占据着市场主导地位,进入5G时代后,高通公司同样做了很多努力,在2019至2022近三年的时间里,高通5G基带不断向前演进,对于推动5G商用、引领5G发展浪潮,起到了重要的推动作用。
移动通信技术的迭代并不是一蹴而就的,既需要有3GPP这样的国际化组织制定相关标准,同时也需要如高通一样,在通信领域具有深厚技术积累,能够提供前瞻性技术支持。
在过去的30多年来,高通在移动通信技术行业有着开创性贡献,自上世纪90年代后期开始,高通就已开始对毫米波、MIMO、先进射频等基础科技进行研究,而这些已经成为支持5G发展的关键支撑技术。
同样地,在5G标准化的制定的过程中,高通一方面保持与3GPP的紧密合作,另一方面也在不断推出全新5G调制解调器芯片组。
相比高通骁龙Soc,高通基带则有着更加广泛的应用,不仅安卓机在用,一些iOS设备同样在用,而且高通5G基带还直接应用于汽车、PC、CPE、XR、游戏掌机、IoT以及其他移动设备领域,换句话说,除了可以用于手机领域外,高通5G基带更多是以面向更广泛智能终端设备而存在的。