以基帶的名義，高通在5G商用前的創新

過去數十年，移動通信一直保持著大約10年一代的節奏演進，從模擬語音，到數字語音，到現在的4G LTE，每一代移動通信技術的升級都象徵著一個時代的跨越。當然，最讓人振奮的是，2020年5G將在全球範圍內商用。

5G是一個風口，這一點不可置否，但把目光聚焦在當下，我們仍然處於4G LTE和5G過度的階段，然而VR、自動駕駛以及超高清視頻等領域日漸普及，網路環境已捉襟見肘。

5G標準尚未形成，可以說是遠水解不了近渴。但移動通信領域的巨頭們不會坐以待斃，晶元商、通信設備商和運營商需要在5G到來之前帶來新的創新，而高通已經做到了！

從去年開始，這家移動通信領域的霸主就引領了千兆級LTE時代的到來。

2016年2月，也就是去年的MWC上，高通發布了全球首款千兆級LTE數據機（俗稱基帶）——驍龍X16；

時隔一年，高通又在今年2月發布了性能更強勁的驍龍X20。

X16和X20是跨時代的產品

千兆級LTE並沒有一個官方的定義，但是按照業界的說法，千兆級LTE的理論速度可以達到光纖級別的1Gbps，這也與國際電信聯盟對4G定義的標準一致。

我們來看看高通這兩款數據機的具體參數：

高通驍龍X16數據機使用的是14nm工藝製造，下行支持Cat.16，傳輸速率是早期LTE網路的十倍，支持4x20MHz載波聚合，也是首款商業級千兆LTE數據機。

而驍龍X20用的是更先進的10nm工藝，下行支持Cat.18，其最大理論下載速度高達1.2Gbps，相比X16提升了20%，支持5x20MHz載波聚合。

雖然X20不會在短期內實現應用，但X16已經逐漸走向了實際應用。

去年10月，高通便和澳洲運營商Telstra 、愛立信以及NETGEAR攜手推出了基於X16的移動路由器MR1100。今年1月，這四家公司又聯手推出了全球首個商用千兆LTE網路和相關設施，打響了千兆級LTE網路部署的第一槍。

儘管不少運營商對此仍持保守態度，但可以預見的是，Telstra部署千兆級LTE網路只是一個開始，未來幾年，全球支持千兆級LTE網路的移動運營商會持續增長。原因有二：

首先，由於高通驍龍835已經集成了X16（其他晶元廠商也在逐漸跟進對千兆級LTE網路的支持），搭載驍龍835的移動終端也已紛紛上市，這為千兆級LTE網路的普及帶來了基礎；

其次，在4G網路已經無法滿足用戶需求的同時，運營商和移動終端企業都需要新技術來滿足日新月異的應用，而千兆級LTE無疑是最具競爭力的解決方案。

舉個例子，一集高清解析度、長度為32分鐘的影片，在千兆級LTE環境下秩序15秒就能下載完成，這是現有4G環境下無法想像的。

據雷鋒網了解，目前市面上的主流仍是X10 LTE數據機（下行速率450Mbps和上行50Mbps），所以，說高通率先推出千兆級LTE數據機具有跨時代意義毫不為過。

毋庸置疑，高通擁有先發優勢，但更重要的是高通有完善的網路解決方案，在千兆級LTE的三大關鍵技術——載波聚合、高階調製、高階MIMO上處於領先地位。

眾所周知，高通在4G LTE時代一戰成名，奠定了自己在移動通信領域的地位。雖然每一代通信技術的原理都大同小異，但要實現千兆級的速度並非一蹴而就，載波聚合、高階調製、高階MIMO三者缺一不可。

通俗點說就是增加信道數量。載波聚合是3GPP提出的，它可以將多個載波聚合成一個更寬的頻譜，同時也可以把一些不連續的頻譜碎片聚合到一起，能很好地滿足LTE，尤其是LTE-A系統頻譜兼容性的要求，同時也大大提升了傳輸速度。

LTE的一個載波最少是20MHz的帶寬（GSM是200KHz，WCDMA和HSPA+是5MHz）。例如，上文提到的Telstra有三個授權頻段，每個頻段都是20MHz，通過射頻和基帶技術，就可以把這三個載波、三個頻段聚合起來，以達到更高的傳輸速度。這三個射頻信道變成一個更寬的信道，3個20MHz意味著數據吞吐量提升了3倍。

值得注意的是，因為每個運營商擁有的頻段都有差異，載波還可以做到靈活部署，如帶內載波聚合和帶間載波聚合，帶內可以分成連續和非連續，帶間的載波聚合是指兩個不同頻段的載波，例如TDD載波和FDD載波也可以混合地聚合在一起。

高通驍龍LTE數據機已經全線支持載波聚合，X20數據機更是最多可以支持5載波聚合，這是目前業界的最高水平。

載波聚合是提升速率最直接最有效的方法，但移動通信系統的帶寬資源是有限的，高階調製被認為是在有限帶寬資源下提供高數據速率最佳手段。

其目的是讓一個信號搬運更多的比特，在相同帶寬下，高階調製的信息速率更大。以LTE為例，其最初的下行調製方式是64-QAM（64個樣點，樣點數目越多傳輸效率越高），目前64-QAM的一個信號可以承載6個比特，而如果擴展到256-QAM（256個樣點），一個信號則可以承載8個比特，帶寬效率也就提升了33%，相比8PSK、16QAM那更是一個量級的提升了。

目前，X16和X20都支持256-QAM的高階調製。

事實上，LTE Cat.4以上的標準都需要使用MIMO技術，高階MIMO可以增加數據流，最初LTE採用的是2×2 MIMO為兩個數據流。

其原理很簡單，即在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，信號可以通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收，這種做法直接增加了信道容量並且降低誤碼率。

顯而易見，最初的2×2 MIMO實現不了千兆級的速度，所以我們需要部署更高階的MIMO來獲得更多的數據流。

高階MIMO究竟意味著什麼？不妨看看下面這個案例：

今年3月，高通攜手華為和南非MTN在實時網路中完成了4×4 MIMO技術的現場測試，測試結果顯示，和傳統的2×2 MIMO技術相比，其平均下載吞吐量增長了74%。所以總的來說，部署高階MIMO可以有效地緩解網路流量擁塞。

與此同時，移動通信產業鏈建也在大規模部署4x4 MIMO，高通作為晶元廠商可以說是推動4x4 MIMO技術的主力。接下來的問題是需要運營商網路的支持。

從目前來看，4x4 MIMO技術對運營商而言也是極具吸引力，畢竟相比2x2 MIMO，4x4 MIMO技術還可以將網路的頻譜效率提高1.2倍到1.8倍。T-Mobile CTO Neville Ray就表示，「4x4 MIMO以及多天線技術是面向5G的技術，我們已經於2016年開始部署，以提供更好的用戶體驗。」

這三大技術都是實現千兆網速的關鍵，以晶元商的維度來看，能同時實現五載波、256QAM以及4x4 MIMO的廠商寥寥可數。雖然，三星、華為、聯發科等廠商正在窮追不捨，但高通從3G時代開始就一路領先，這樣的技術積累是其它廠商無法比擬的。

也許5G將會引領移動通信技術的一場革命，但千兆級LTE網路並不會因為5G的到來而消失，從技術角度來看，二者可以無縫切換、協同工作。高通產品市場高級總監沈磊曾告訴雷鋒網，千兆級LTE並不是5G商用前的過渡，未來二者將會共存很長一段時間。

「千兆級LTE是邁向5G移動體驗的重要基石，但是5G並不是憑空產生的，是4G及其他技術多年積累的過程。」

雷鋒網了解到，去年10月，高通推出的全球首款5G數據機X50就可以與集成千兆級LTE數據機的驍龍處理器搭配，並通過雙連接緊密協調配合。

5G標準尚未敲定，但企業需要未雨綢繆，高通正是希望通過千兆級LTE和5G數據機為運營商開展早期5G試驗和部署，至少從實際行動來看，高通已經走在了前列!

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