千兆级LTE的一小步,5G之路的一大步

简介:

尽管5G已被提上日程,但这依然不影响一个既定事实:5G商用到形成气候,还需要3-5年——根据工信部、3GPP、中国IMT-2020(5G)推进组以及三大运营商的5G商用计划显示,2017年中国将展开5G网络第二阶段测试,2018年大规模试验组网,2019年建设5G网,最快2020年商用5G。严格说,每一代移动通信技术要想覆盖的严丝合缝,必须经历一个过渡期,而5G的必经之路,就是千兆级LTE。

先于5G时代的千兆级LTE

千兆级LTE的理论速度可以达到光纤级别的1Gbps,与国际电信联盟对4G定义的标准一致,业界称之为LTE-A。单从速度来说,千兆级LTE当然没法和数千兆级的5G相提并论,不过,前者是在为5G铺路,未来5G的技术很多都是从4G演化而来,两者会长期共存和互补。

原因在于,5G不可能一夜之间部署完整,通常会先从热点地区开始部署,再慢慢扩展。在5G的整个时间表中,4G还会继续发展,LTE、LTE-A、LTE-A Pro会和5G长期共存和互补,这是未来5G全球标准商业化的步骤。这也是为什么到现在,一个多模的手机里,2G、3G、4G频段都在协同工作。

那么,业界所称的“光纤级别”的速率,甚至高于家庭光纤速率是怎么炼成的?

这就要从LTE技术的起点说起,它得具备这几个特性:

LTE最入门级的考虑就是有一个20MHz带宽的载波(以前GSM时代是200KHz,WCDMA和HSPA+时代是5MHz),在这个基础上,LTE的调制方式也比2G和3G有了一个升级,因为一个信道的宽度、容量和数据率、单位时间传输的数据呈正比。此载波基础上,下行初始的调制方式是64-QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制——可以视为一种信号调制方式,每个信号可以传6个bit),且至少部署2x2MIMO(指的是在接收端要有两个天线,有两个接收的射频通路,可以理解成有两个数据流)。这种配置下,一个数据流可以传75Mbps,由于至少有两个数据流,所以实际就是75×2=150Mbps。

以上速率已经是几年前的LTE,而LTE基本每年都在发展,整个生态系统同样在发展。

每一代通信技术的原理都大同小异,每一代移动通信的升级,载波带宽都在持续提升,而千兆级LTE之所以能达到第一代LTE十倍的速度,是因为多种技术的加持,包括:载波聚合、更复杂的高阶调制、更高阶的MIMO。

(1)第一步,载波聚合,增加信道数量。简单的理解就是利用基带以及射频技术,将三个载波进行聚合,成为一个更宽的通道。这是三个技术中最易实现最早被采用的。

以澳洲运营商Telstra举例。Telstra有三个授权频段,每个频段都是20MHz,它可以通过射频和基带技术,把这三个载波、三个频段聚合起来,变成一个更宽的信道=3×20MHz,以达到更高的传输速度=60MHz。由于每个载波可以传输2个数据流,三载波条件下一共有6个数据流,一个数据流是64-QAM,速度是75Mbps,所以三载波聚合可以得到450Mbps。这就是实现千兆级的技术之一,通过三个载波聚合将速度提升到450Mbps。

千兆级LTE的一小步,5G之路的一大步 

(2)第二步是高阶调制,通过增强调制方式让每个信号搬运更多的数据。

简单来说,最初使用的64-QAM承载了6个bit仅支持75Mbps的速率,现在,高通将其升级到256-QAM,比原来提升了33%,每个可以支持100Mbps。再次经过三载波聚合,结果就是6×100Mbps,在两个技术叠加的情况下可以将速率从450Mbps 提升到 600Mbps。这个数字足以让我们兴奋了。

 千兆级LTE的一小步,5G之路的一大步

(3)第三步是在终端上部署更高阶的MIMO,更多的天线,更多的收发链路,从而支持更多的数据流。

再次以Telstra的部署为例,在前两个技术提升上,高通将6个信息流以载波聚合达到了600Mbps,而使用4×4MIMO技术之后,一个载波上的数据流数量从2个变成4个,这种部署下的三载波(其中两个载波有4x4MIMO,一个载波是2x2MIMO),就可以有10个信息流,将速率提升到10×100Mbps=1000Mbps。由此,LTE的速率达到千兆级,足以同时收看37个以上的Netflix 4K视频节目了。

千兆级LTE的一小步,5G之路的一大步 

千兆级LTE支持未来体验

1Gbps的速率是一种什么样的体验?不妨设想一下这几种使用场景:沉浸式的VR、云存储和计算、更丰富的娱乐、即时APP。

比如,如果将海量的音频、视频资源都放在云端,可以用极短的时间将文件下载下来,这样一来,电池续航时间能得到延长,终端发热等各方面情况也会相应有所改善。

再以云存储为例,通过千兆级LTE,用户在云端读取文件的速度体验近于在本地实时读取的体验。未来,云盘替代本地存储将有望实现。

即时APP的意思是,未来很有可能会在手机上将APP上的所有数据存储到云端,以极高的速度读取云端数据打开应用。因此,手机很可能根本用不着下载大部分的外置应用,而可以实现即时打开,即时使用。

 千兆级LTE的一小步,5G之路的一大步

部署千兆级LTE,高通首当其冲

迄今为止,来自18个国家的26家运营商已规划或试验部署千兆级LTE网络,全球有超过37个国家的运营商正试验或部署相关的调制解调器特性。

早在2016年2月,高通就发布了第六代分离式LTE多模芯片组——骁龙X16调制解调器,支持到了1Gbps的下行速率及150Mbps的上行速率。

高通官方称X16 LTE“跨越了无线和有线的边界”,其实还是比较贴切的。X16 LTE相当于一块横跨从智能手机、平板电脑和移动计算终端,到汽车、无人机和虚拟现实终端等的连接平台。至于消费者的体验,就是诸如360度VR内容的实时传送、更快访问云端应用与服务。

骁龙X16 LTE诞生之后,业界就有了测试移动宽带速度的基础:譬如2016年9月,高通联手爱立信、Telstra,率先在Telstra现有网络上,使用单个终端实现979Mbps的下载速度和129Mbps的上行速度,再次推动商用移动宽带的速度提升,演示中所使用的,正是搭载骁龙X16 LTE的测试终端。

再譬如2017年1月,Qualcomm、Telstra、爱立信和NETGEAR宣布推出全球首个商用千兆级LTE(Gigabit LTE)网络及终端,并在位于澳大利亚悉尼的Telstra体验中心进行了千兆级LTE网络体验活动。作为全球首款千兆级LTE终端,NETGEAR Nighthawk M1移动路由器采用的也是骁龙X16 LTE调制解调器,支持高达1Gbps的下行速率及150Mbps的上行速率。

很快,骁龙X16的升级版随之问世。2017年2月21日,高通推出第七代LTE多模调制解调器即第二代千兆级LTE调制解调器——基于10纳米的骁龙X20 LTE芯片组,支持最高达1.2Gbps的LTE Category 18下载速度,与骁龙X16相比,下载速度进一步提升了20%。

千兆级LTE产品开始陆续落地

不止于技术层面,支持千兆级LTE的产品其实已经开始来到了我们的身边。

1、千兆级LTE集成于移动平台,应用于智能移动终端。

高通骁龙835是现在支持千兆级LTE的唯一一款处理器,采用10纳米制程工艺,集成骁龙X16 LTE,支持包括智能手机、VR/AR头显设备、联网摄像头、平板电脑、移动PC等等终端。这些终端运行各种操作系统,包括Android、Windows 10。

近期,中国移动终端有限公司和中国移动浙江公司联合高通,基于TD-LTE “4G+”网络,在浙江杭州首次成功完成基于商用终端的千兆级速率外场测试,下行峰值速率达到700Mbps以上,平均速率680Mbps左右。此次测试采用的,正是搭载骁龙835移动平台的三星Galaxy S8/S8+。

三星、中兴通讯、HTC、索尼以及摩托罗拉都计划或已经发布支持千兆级LTE网络的手机终端。

2、千兆级LTE应用于PC。

骁龙处理器具备移动计算特性,包括千兆级LTE连接、多媒体、机器学习和硬件安全,同时还能支持轻薄、无风扇式的设计以及长电池续航。

2016年12月8日,高通宣布与微软合作,将在最新骁龙处理器的移动计算终端上支持 Windows 10,满足移动、节能且“始终连接”的蜂窝 PC 终端需求,提供面向云计算的移动性。

目前,华硕、惠普和联想成为首批采用骁龙835移动PC平台开发移动PC的OEM厂商。通过兼容Windows 10生态系统,骁龙移动PC平台将支持Windows 10硬件制造商开发下一代具有时尚形态的设备,并通过高达千兆级的LTE连接,实现“始终连接”的体验。

3、千兆级LTE应用于汽车。

2017年1月3日,高通推出搭载X16 LTE的联网汽车参考平台,支持汽车制造商迅速集成更多连接技术,包括Wi-Fi、Bluetooth、Bluetooth Low Energy和全球导航卫星系统(GNSS),以及作为可选特性的专用短程通信(DSRC)和蜂窝-V2X(Celluar-V2X)。该平台还包括采用骁龙X16 LTE的模块参考设计,可帮助汽车供应商加速开发并缩短商用时间。

采用骁龙X16 LTE的联网汽车参考平台预计将于今年上半年上市。而高通的汽车解决方案覆盖车载信息处理、信息娱乐和连接领域,已被超过150款汽车设计采用。 







原文出处:科技行者
转载请与作者联系,同时请务必标明文章原始出处和原文链接及本声明。
目录
相关文章
|
5G 调度
关键技术一:LTE 同构小区间干扰协调 | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之十
本章节进一步详细解释 LTE 小小区相关的关键技术之一:LTE 同构小区间干扰协调,并且关联 着说明它们对后续 5G NR 小小区的基线性影响和适用情况。
关键技术一:LTE 同构小区间干扰协调 | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之十
|
9月前
|
编解码 监控 安全
基于LTE/5G的新型隐蔽通信方案
这项工作提出了一种新颖的框架,用于识别和利用商业无线技术中易受攻击的 MAC 层程序以进行隐蔽通信。隐蔽通信的示例包括数据泄露、远程命令与控制 (CnC) 和间谍活动。在这个框架中,隐蔽通信方案SPARROW使用现有无线网络的广播能力在不连接的情况下秘密地长距离进行消息中继。这使得 SPARROW方案能够绕过所有安全拦截系统,并在最大匿名性、每瓦多英里数和更少硬件方面获得比现有隐蔽技术更大的优势。 SPARROW方案还可以作为远程 M2M 应用的有效解决方案。本文详细介绍了LTE和5G标准中随机接入过程中最近公开的一个漏洞(CVD-2021-0045)。
113 1
|
编解码 移动开发 大数据
4G LTE/LTE-A系统的主要性能特点 | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之四
宏基站 eNB 和微基站 eNB 配置提供的服务小区之间的主要区别是:系统 容量和无线覆盖的区域大小不同,只有当它们以不同方式、不同类型搭配,混 合地部署组网在一起时,才能形成上述所谓的“同构宏蜂窝”与“异构微蜂 窝”网络之间的诸多差别。
LTE 物理多播信道(PMCH)简介 | 带你读《5G非正交多址技术》之十三
LTE R8 的广播/多播的信道设计思想是尽量重用单播业务的物理信道的设 计,并且充分考虑广播/多播业务的特点。
LTE 物理多播信道(PMCH)简介  |  带你读《5G非正交多址技术》之十三
|
5G 网络安全 调度
|
移动开发 人工智能 安全
LTE小小区技术需求背景 | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之八
微博、微信、微视频、微创新……全球诸多领域都已进入到所谓 的“微时代”。4G LTE 对应着智能终端和移动业务应用迅猛发 展的大时代,而 LTE 微蜂窝和小小区技术在此背景下,应运而生,这 为之后 5G 更强的微蜂窝和小小区技术奠定和积累了重要的发展基础 和经验。
|
移动开发 运维 算法
4G LTE同构宏蜂窝和异构微蜂窝概述 | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之三
4G 时代最有代表性的蜂窝移动系统就是 LTE,对应的无线接入技术就是 E-UTRA,它由 3GPP 项目组织领导进行了多版本的标准化。
4G  LTE同构宏蜂窝和异构微蜂窝概述  | 带你读《5G UDN(超密集网络)技术详解》之三
|
3月前
|
安全 物联网 5G
5g技术的优缺点是什么
5g技术的优缺点是什么
76 0
|
3月前
|
5G 调度 vr&ar
5g技术的应用
5g技术的应用
26 0
|
3月前
|
人工智能 自动驾驶 物联网
5G技术会带来什么新的技术革新
5G技术会带来什么新的技术革新