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過去十年移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，除了給蘋果等一眾終端設(shè)備廠商帶來豐厚的利潤以外，站在背后的無線設(shè)備供應(yīng)商高通也聲名日盛。自1985年成立以來，在無線領(lǐng)域深耕的高通積累了深厚的技術(shù)和專利，這讓其在移動網(wǎng)絡(luò)從GSM向4G演進(jìn)的過程中迎來了大爆發(fā)?？梢哉f無線技術(shù)發(fā)展到今天的這個形態(tài)，高通功不可沒。
到了2106年，由于無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用的興起，社會對無線網(wǎng)絡(luò)的要求又提升了一個等級，無線先行者高通也開足馬力，向下一個目標(biāo)出發(fā)。
X16：首款商用的千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器
先說個概述。
X16 LTE 調(diào)制解調(diào)器是高通推出的第六代分離式LTE 多模芯片組，該款調(diào)制解調(diào)器采用了最先進(jìn)的14nmFinFET制程工藝及其射頻收發(fā)器WTR 5975。
作為首款推出的商用千兆級LTE芯片，X16通過支持跨FDD和TDD頻譜最高達(dá)4×20MHz的下行鏈路載波聚合（CA）和256-QAM，帶來最高達(dá)1Gbps的LTE Category 16下載速度；同時(shí)它還通過支持最高達(dá)2×20MHz的上行鏈路以及64-QAM，帶來高達(dá)150Mbps的上行速度。
高通表示，X16能夠提供的最高下載速度，能夠讓用戶有“像光纖一樣”的體驗(yàn)，與高通的第一代LTE設(shè)備相比，X16在速度上有了10倍的提升。
可以說，在高通之前，沒有任何友商能夠到達(dá)這個高度。
從上圖我們可以看到，相對于上一代基帶X12，X16的速度幾乎快了一倍，這個是如何實(shí)現(xiàn)的呢？究竟高通在當(dāng)中做了哪些提升呢？我們不妨和將X12和X16的參數(shù)做一個詳細(xì)對比，探求一下提升的奧秘。
對比得知，X16較之X12，主要做了以下方面的提升：
首先是下行的LTE Cat 的支持從CAT12提升到CAT 16，從3GPP的標(biāo)準(zhǔn)我們可以看到，隨著LTE Cat的演進(jìn)，上下行速度有了明顯的改變。
3GPP對LTE Cat的相關(guān)定義（source：維基百科）
這樣，X16在4G的下一個重要階段LTE Advanced Pro中提前布局，能夠滿足未來汽車、無人機(jī)和VR設(shè)備的廣泛連接需求。
其次，載波聚合從前一代的3X20MHz提升到現(xiàn)在的4X20MHz。
從高通以前的介紹我們知道，載波聚合可以將多個載波聚合成一個更寬的頻譜，同時(shí)也可以把一些不連續(xù)的頻譜碎片聚合到一起，能很好地滿足LTE、LTE-Advanced系統(tǒng)頻譜兼容性的要求，不僅能加速標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，還能最大限度地利用現(xiàn)有LTE設(shè)備和頻譜資源。
換句話說，載波聚合就是將零散的頻譜“粘”在一起，提供更快速率。最直觀的好處就是大幅度地提升了傳輸速度、降低延遲，另外還能有效改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升吞吐量，使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更加均衡。
現(xiàn)在的4X20MHz載波聚合，加上高通的256QAM加持，所以讓高通的下行速度高達(dá)1Gbps，相較于上代的600Mbps有了大幅度的提升。
另外和上一代一樣，X16的4×4 MIMO支持四天線同時(shí)接受數(shù)據(jù)，較之兩天線的傳統(tǒng)LTE設(shè)備，四天線設(shè)備可以同時(shí)接收10個不同的LTE數(shù)據(jù)流，而當(dāng)中每個數(shù)據(jù)流能提供100Mbps的峰值吞吐量，無疑在速度上有了很大的提升。
當(dāng)然，要達(dá)到Cat 16 1Gbps的下載速度，則需要運(yùn)營商支持4×20頻寬和256QAM，另外2個載波聚合、4×4 MIMO以及10個空間流也是必不可少的。從現(xiàn)在的狀況看來，全球沒有多少個運(yùn)營商能夠完全滿足這個條件。
但高通表示，他們目前已經(jīng)和澳洲運(yùn)營商telstra、愛立信和NETGEAR聯(lián)手合作，讓X16在NETGEAR的MR1100路由器上實(shí)現(xiàn)了千兆級LTE性能。
根據(jù)高通一貫的做法，相信X16將會被搭載在早先發(fā)布的驍龍835處理器上，高性能的基帶和AP搭載一起，驍龍835將會稱霸明年上半年的移動SoC市場，是毫無疑問的了，從目前看來，很長一段時(shí)間也將見不到后來者。
為物聯(lián)網(wǎng)做好了準(zhǔn)備
物聯(lián)網(wǎng)成為半導(dǎo)體廠商搶奪的下一個市場，這儼然是不爭的事實(shí)，但涉及到萬物互聯(lián)的最關(guān)鍵——無線網(wǎng)絡(luò)的連接方式，產(chǎn)業(yè)界卻一直也在各種方案上角力。
發(fā)展到現(xiàn)在，連接標(biāo)準(zhǔn)基本上是NB-IoT和Lora的分庭抗禮，Sigfox似乎已敗下陣來。而當(dāng)中尤以NB-IoT最被看好，這種借助于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建立低速連接的通信標(biāo)準(zhǔn)在未來勝出的機(jī)會很大。作為無線網(wǎng)絡(luò)市場領(lǐng)先專家的高通怎么可能錯過這個萬億市場。在3GPP今年六月完成NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)后，高通就迫不及待的推出了支持Cat-M1和Cat-NB1的調(diào)制解調(diào)器MDM9206，加緊布局物聯(lián)網(wǎng)。
3GPP對奔跑在5G上的IoT標(biāo)準(zhǔn)定義的進(jìn)化（source：羅德與施瓦茨）
從市場觀察得知，因?yàn)長TE主要是針對廣泛的移動市場做優(yōu)化的，加上LTE Modem比較貴，所以IoT對4G網(wǎng)絡(luò)并沒有強(qiáng)烈的需求，這就導(dǎo)致目前60%的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備用的是類似GPRS這樣的第二代移動通信技術(shù)。
但業(yè)界也意識到龐大的IoT市場對專門優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)有迫切的需求。因此3GPP對MTC（machine type communications）有了幾次的修改敲定。到了Rel.13，3GPP終于就放出了eMTC（Cat-M）和Cat-NB1。從發(fā)射功率、上下行速度和數(shù)據(jù)速率方面做了新的標(biāo)準(zhǔn)定義。
3GPP 對 Cat M1 和Cat NB-1的參數(shù)定義
這些基于運(yùn)營商蜂窩網(wǎng)絡(luò)部署的IoT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，無疑會成為IoT設(shè)備廠商緊盯的方向。高通的MDM9206就是當(dāng)中的先行者。
據(jù)高通產(chǎn)品市場總監(jiān)沈磊表示，MDM9206作為繼MDM9x07之后的又一力作，在設(shè)計(jì)上有了不少的增長，作為一款面向類似電池供電性傳感器應(yīng)用的全球性連接解決方案，MDM9206采用了專門的設(shè)計(jì)，提供了比公司前幾代LTE產(chǎn)品更低的功耗和更長的距離連接。能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的低成本、低功耗、低帶寬和更廣泛的支持。
需要指出的是，這款產(chǎn)品推出的時(shí)候是可支持LTE Cat M1的，但是通過即將推出的軟件更新，MDM9206會升級支持到Cat M1/NB-1雙模。這樣就可以使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能在全球一系列的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全球覆蓋的最大化和規(guī)?；?/p>
沈磊還表示，高通未來會在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域持續(xù)提供廣泛的技術(shù)組合。
5GModem，高通又走在所有人前頭
大家都知道移動網(wǎng)絡(luò)會往5G走去，但關(guān)于5G的標(biāo)準(zhǔn)，5G的實(shí)現(xiàn)方式，產(chǎn)業(yè)界還沒蓋棺定論，但高通已搶先所有人一步，發(fā)布了全球首款商用的5G 調(diào)制解調(diào)器芯片組解決方案X50，走在了所有人的前頭。
我們來看一下無線大拿對于5G Modem有什么見解。
據(jù)連線報(bào)道，在過去幾年，移動數(shù)據(jù)量火箭般飆升，單在2015年，移動數(shù)據(jù)量就較上年增長了74%，每個月全球的數(shù)據(jù)量達(dá)到了3.7艾字節(jié)（1艾約為2的60次方）。龐大的數(shù)據(jù)量讓現(xiàn)在運(yùn)行的4G標(biāo)準(zhǔn)似乎有點(diǎn)扛不住，下一代標(biāo)準(zhǔn)5G于是在加緊謀劃。
但由于無線設(shè)備占用頻段越來越密集，現(xiàn)在常用的300MHz到30GHz波段非常稀缺，產(chǎn)業(yè)人士便把目光瞄向了毫米波頻段（30Ghz到300Ghz），因?yàn)檫@個頻段的資源尚未被開發(fā)利用，非常豐富，且能滿足大數(shù)據(jù)量、低延遲的需求，這就讓毫米波在5G成為行業(yè)主攻的方向。
高通這次推出的驍龍X50是支持28GHz頻段毫米波頻譜的運(yùn)行，通過支持800MHz帶寬，X50 5G調(diào)制解調(diào)器能支持最高達(dá)美妙5千兆比特的峰值下載速度。
對毫米波有了解的人都知道，在這么高的頻率下，穿透力會是一個問題，高通是怎樣解決這個問題，保證通信不被阻隔和終端呢？
沈磊表示，高通通過波束成形波束追蹤技術(shù)的多輸入輸出（MIMO）天線技術(shù)，在非視距環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)的移動寬帶通信。在這里補(bǔ)充一下，為什么這樣可以提升通信質(zhì)量。
其實(shí)簡單的說，波束成形就是把信號聚成一個類似光束那樣的“波束”，波束追蹤就是說在你使用移動終端，并移動的過程中，信號會始終“追”著你走，保證你的連接不中斷。哪怕是看不見的情況下，高通的毫米波技術(shù)還能利用周圍環(huán)境硬件的反射，維持終端與基站之間的鏈接。
據(jù)高通方面介紹，由于毫米波運(yùn)行的頻率較高，小波長使大量天線陣元能在相對較小的形狀因子中運(yùn)行。而我們可以利用毫米波的這種特性，形成狹窄的定向波束，發(fā)送和接收更多能量，從而克服傳播/路徑損耗的問題。這些窄波束也可用于空間復(fù)用。這是將毫米波用于移動寬帶服務(wù)的關(guān)鍵要素之一。
此外，在視距路徑受阻時(shí)，非視距（NLOS）路徑（如附近建筑的反射）能有大量能量以提供替代路徑。
然而，使毫米波“移動化”的挑戰(zhàn)還不止如此。想要通過毫米波獲得良好的移動寬帶用戶體驗(yàn)，需要不斷的智能波束搜索和跟蹤算法，來發(fā)現(xiàn)并切換到主導(dǎo)波束路徑上。該路徑會根據(jù)環(huán)境、移動性以及其他因素的改變而不斷變化。
另外，在天線上的布置，也是高通解決信號覆蓋問題的另一個方法。
由于毫米波具有更短的工作波長， 可以有效減小器件及系統(tǒng)的尺寸，這樣的話天線就可以做的很小，因此高通方面表示，以后在這種方式下，可以把更多的天線集成到設(shè)備中，靈活使用，提高信號強(qiáng)度。
比如高通在其原型中運(yùn)用了大量的天線技術(shù)，在基站側(cè)，高通用了128根天線，而在終端側(cè)則用了16根天線。這么多天線陣列的MIMO（多進(jìn)多出）對于信號來說也是一個保證。
雖然高通方面是本身做了很多技術(shù)改進(jìn)，但毫米波的一些天生屬性是無法改變的，這個超高頻率對基站部署來說也是一個挑戰(zhàn)，對手機(jī)的天線設(shè)計(jì)是一個挑戰(zhàn)，對穿透能力也依然是一個巨大挑戰(zhàn)，高通沈磊表示，高通正在加緊投入，各個擊破，相信很快會給到大家一個不錯的答案，高通的未來也是希望能夠加速5G全球標(biāo)準(zhǔn)，——5GNR的制定。
工商網(wǎng)監(jiān)
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