5G真的已经来了 高通骁龙855移动平台5G解析

2018年12月06日 21:06     出处: 德州扑克原创    作者:张哲   分享

    北京时间12月5日,高通在夏威夷发布了高通骁龙855移动平台,并宣布了5G手机的成熟商用方案。高通在现场通过搭建5G基站和实时演示5G网络传输的方式向大家展示了5G手机的工作状况,给了到访者充足的信心。那么高通的5G手机到底是怎么一回事?下面咱们就从技术层面来了解一下。

■高通骁龙855手机的4G/5G构成

    高通骁龙855移动平台内置了X24 LTE调制解调器,只负责4G网络。搭载高通骁龙855的手机还会内置一个独立的X50调制解调器和多个QTM052 5G毫米波天线模组,从而实现5G网络。


图源:高通

    尽管没有i/o方面的特殊接口,但高通骁龙855和X50依然在软件层面进行了复杂的定制化适配。再加上X50调制解调器和QTM052天线模组的设计初衷就是为了和高通骁龙855无缝衔接,并能够被塞入与4G手机同样轻薄的机身内。所以虽然高通骁龙855、X50调制解调器和QTM052 5G毫米波天线模组是三个单独的部件,但它们是不可分割的,属于一个系统。


左上:QTM052天线模组,德州扑克:左下:X50调制解调器(图源:高通)

    因为基础设施、成本、OEM合作伙伴等问题,运营商的5G网络不可能一夜之间完全替代4G,所以4G/5G双模的模式就能让高通骁龙855手机在任何区域都有最优的网络体验。

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两个造型不同的QTM052 5G天线模组(图源:高通)

    X24 LTE调制解调器虽然没有什么技术革新,但却比高通骁龙845上面的X20 LTE解调器提高了不少。X24最高下行速率为2.0Gbps(LTE Cat 20),支持7x20 MHz载波聚合,最高上行速率为318Mbps,支持3x20MHz载波聚合和256-QAM。相比之下,X20 LTE的最高下行速率为1.2Gbps(LTE Cat 18),支持5x20 MHz载波聚合,最高上行速率为150Mbps,支持2x20MHz载波聚合和64-QAM。

    X50 5G调制解调器方面,高通使用了5G NR,支持sub-6GHz(100MHz带宽,4x4 MIMO)和毫米波(800MHz带宽,2x2 MIMO)两种频段。

■5G关键技术:毫米波的优缺点

    5G的关键技术是毫米波,毫米波是电磁波的一种。业界对于毫米波还没有一个严格的定义,但基本可以理解为频率为30GHz到300GHz的电磁波。电磁波频率越高,带宽就越大、传输速度就越快。毫米波的频率比4G(2GHz到8GHz)高得多,所以5G才能实现极快的传输速率。而且现在30GHz以下的频段已经饱和,被各种设备所使用,所以行业就有了另一个使用处于更清闲频段的毫米波的理由。

    但毫米波也有缺点。毫米波的极短波长(1到10 mm)让它的穿越障碍物能力大打折扣,信号传输范围小,能够被雨、雾等自然环境干扰。其次,当信号塔和手机两点之间的直线路径中有障碍物时,毫米波会通过各种反射和折射后才能被信号塔发射到手机上,信号多多少少会有损失。这些缺点对于使用环境及其复杂、几乎遍布世界各个角落的手机用户来说并不理想。

    为了解决这一问题,高通经过了大量研发,掌握了波束成型(beam forming)技术。智能算法能让天线和基站在最优路径上进行波束成型后的聚焦传输,让毫米波5G也能具备满足日常使用的信号覆盖范围和穿过障碍物的能力。而且多个QTM052 5G天线在手机内的分布也能尽量避免用户手握手机时对信号的干扰。

■另一种频段:sub-6GHz

    在业界共同制定的5G标准下,5G有FR1和FR2两种频段。我们刚刚讲解的毫米波是FR2频段,FR1频段则是X50调制解调器支持的另一个叫“sub-6GHz”的频段。虽然高通能通过波束成型让毫米波具备强悍的传输表现,但是毫米波仍然没达到真正的技术成熟期。所以这时就需要一个具备一定过渡性质的频段,也就是sub-6GHz。

    Sub-6GHz发展十分成熟,大量电子设备使用这一频段,可靠性极佳,基础设施比毫米波完善。在5G刚刚起步、尚未完全成熟时,用sub-6GHz进行补充是个必要的决定。等以后毫米波技术完全成熟后,sub-6GHz也许会逐渐被5G弃用。

■5G手机上市时间

    世界首批支持5G的手机全都会是采用高通骁龙855移动平台的机型。根据各大主要市场运营商、手机厂商的5G研发与部署现状,首批5G手机将会在2019年年初到上半年上市。首发高通骁龙855的手机应该会在2019年2月份亮相。届时部分消费者就可以体验到5G网络了。

    需要注意的是,5G信号不会一夜之间覆盖全球,所以最开始的5G肯定只会在部分地区可用。

■5G发展比预想的快

    虽然早就有运营商宣布要在2019年商用5G网络,X50 5G调制解调器也早就在14个月前就已发布,但人们潜意识里一直认为5G还远没有到可以商用的成熟度。让人意想不到的是,高通竟然在较短的时间内解决了5G信号覆盖、传输质量、手机尺寸和功耗问题,推出了高通骁龙855 5G解决方案的完成品。所以我们也可以预测到,5G技术的进一步成熟也会非常迅速。


本文编辑:张哲

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