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骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

导读: 在骁龙X12 LTE调制解调器上高通已经实现了非常漂亮的数据——下行速度达到了600Mbps、上行速度达到了150Mbps,达到了LTE Cat 12/13标准,这些漂亮数据实现离开不了4×4 MIMO、3×20MHz CA、256-QAM与LTE-U多项技术采用。

  OFweek电子工程网讯 在10多年前,笔者在用33.6Kbps“猫儿”挣扎着登陆互联网,后来升级到能以Mbps计算网速的ADSL,数年前随着光纤入户,带宽终于提高到10Mbps级别,现在带宽不过200Mbps而已。所以当高通(Qualcomm)在年初发布了千兆级骁龙 X16 LTE调制解调器时多么让人感叹,手机网速不但超越家庭宽带,而且直逼有线网路了。骁龙X16 LTE调制解调器把计量单位从Mbps推进到Gbps无疑是移动通讯技术发展上一座里程碑,但任何先进技术都离不开积累,那该调制调解器如何实现1Gbps成就的呢?

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

  (在MWCS2016高通展台上的骁龙X16 LTE调制解调器演示机)

  基石:骁龙X12 LTE调制解调器

  在移动Modem模块领域中,高通自始至终处于领先水平,即使是定位高端的骁龙652/650上的骁龙X8 LTE调制解调器,也在现有市场中足以战胜任何对手,更别说旗舰骁龙820所搭载的骁龙X12 LTE调制解调器。任何先进的技术都脱离不了积累,骁龙X12 LTE调制解调器正是骁龙 X16 LTE调制解调器能实现1Gpbs速度的铺垫基石。

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

  在骁龙X12 LTE调制解调器上高通已经实现了非常漂亮的数据——下行速度达到了600Mbps、上行速度达到了150Mbps,达到了LTE Cat 12/13标准,这些漂亮数据实现离开不了4×4 MIMO、3×20MHz CA、256-QAM与LTE-U多项技术采用。

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

  (相比2×2 MIMO,4×4 MIMO频谱利用效率提升了80%)

  在3GPP在制定LTE-Advanced标准之时,提出了在100MHz频谱下实现1Gbps目标,可运营商手上频谱资源非常零碎,散落在2G/3G/4G不同频率之上,无法拿出连续的100MHz频宽,韩国运营商SK Telecom甚至只有10MHz的连续频宽,于是CA(Carrier Aggregation,载波聚合)应运而生了。CA可以通过多个连续或者非连续的分量载波聚合获取更大的传输带宽,从而获取更高的峰值速率和吞吐量,在3GPP Rel-12版本中还加入了FDD+TDD组网支持。而骁龙X12 LTE调制解调器依靠4×4 MIMO、3×20MHz CA可实现6串流(spatial stream)同时传输,达到600Mbps下行速度。

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

  当然600Mbps下行速度实现没这么简单,骁龙X12 LTE调制解调器还支持256-QAM高阶调制技术。QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度调制)是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式,通常两个载波相位差为90°的正弦波,与AM(Amplitude Modulation,幅度调制)相比,QAM频谱利用率提高了1倍。与其它调制方式相似,QAM发射信号集可以用星座图方便地表示,星座图上每一个星座点对应发射信号集中的一个信号,星座点越多效率越高,但干扰也越多,实现难度更大。例如具有64个星座点的64-QAM信号,每个星座点表示一种矢量状态,64-QAM有64态,每6位二进制数规定了64态中的一态,64-QAM中规定了64种载波与相位组合,64-QAM的每个符号和周期传送6bit,我们简单将其简单理解为每“字节”(byte)精度为6bits。

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

  (256-QAM星座图)

  当提高到256-QAM后,每“字节”精度从6bits提高到8bits,信息量增加了33%,每个串流的带宽才能实现100Mbps。256-QAM效率有多高,可以与友商华为的Balong 750对比一下,该芯片仅支持64-QAM,必须通过2CC CA(双载波载波聚合)+4x4 MIMO或4个CA+4x4 MIMO才能达到了600Mbps下载速率,耗费的频宽多于骁龙X12 LTE调制解调器。

  与4×4 MIMO、3×20MHz CA、256-QAM提高自身传输性能不同,高通提出的LTE-U(LTE-unlicensed,非授权LTE频段)技术是为了增加频段资源。无线电是一项非常匮乏的资源,为了保证无线网络有序运行,政府对会无线电进行监管,将其划分成授权频段、开放频段(如Wi-Fi),其中每个运营商都能获得授权频段一部分用于商用运营。但CA技术要求更大频宽,运营商手中授权频段很可能没法满足CA的需要,LTE-U正是用于“挪用”非授权频段。支持LTE-U的骁龙X12 LTE调制解调器可以让手机同时使用至少两个LTE连接:一是运营商的常规授权频段,一是非授权频段的新LTE连接,这两个连接通过载波聚合整合在一起,形成一个更大更快的连接。由于现有规范对5GHz频段发射功率限制,在实现LTE-U时,往往需要运营商部署小型、简单的蜂窝基站,即“小型基站”。

  骁龙X16 LTE调制解调器如何将手机下行速度推进到1Gbps?

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责任编辑:Trista
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