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2022年高通實現載波聚合技術,5G速率提升最優解!

2022-05-26
來源:21ic

眾所周知,智能手機擁有通訊上網打游戲追劇聊天看小說等種種能力,是日常生活中名副其實的多面手。但大部分人不知道的是,這些能力的實現,同樣需要一種名為“基帶”的東西,如果沒有它,智能手機也就無法聯網,與板磚無疑。

基帶的專業解釋我們就不過多贅述了,簡單來說就是控制手機信號的元器件,主要工作就是負責完成移動網絡中無線信號的解調、解擾、解擴和解碼,可以說是非常關鍵的部位,重要性不言而喻。

01 高通載波聚合技術5G速率提升最優解,就像手機芯片有強有弱一樣,基帶芯片同樣高低之分。不過,經常關注手機圈或者半導體行業的用戶可能都了解,無論是手機芯片也好,還是基帶芯片也罷,行業最優方案幾乎都是高通提供的。即便到了5G時代,高通5G基帶方案也一直是業內應用最廣泛的選擇。根據市場研究機構Counterpoint 2021年第四季度的數據顯示,高通以76%的份額在5G基帶芯片出貨量中穩居第一,從這里也不難看出,高通在5G基帶方面所取得的成就確實非同一般。

當然,高通基帶能獲得行業的普遍認可,其中很大一部分原因就與基帶自身強悍的載波聚合能力有關。無線電頻譜是移動通信業發展的基礎,是推動產業發展的核心資源。在5G時代,在eMBB、mMTC和URRLLC三大業務場景中,行業對頻譜資源的需求更加迫切,但頻譜資源是一種稀缺的、不可再生資源,因此又不得不面對頻譜資源緊張的問題。對此,業內最直接的做法就是增加頻譜帶寬以及拓展新的頻譜資源,但無論哪一種方法,其實都是存在一些限制的,比如載波的帶寬都是協議好的,無法隨意改變;而高頻5G的突破也非一朝一夕就能達到,是一個緩慢爬坡的過程。

除了頻譜資源緊張外,各國各地區制式也有不同,有的可能在使用FDD(頻分雙工),而有的則在使用TDD(時分雙工)。但無論是頻譜差異也好,還是制式不同也罷,總之高低頻譜、FDD/TDD之間會形成各種頻段組合,這些頻段組合是難以相互覆蓋,所以“網差”可能是一個很復雜的問題。正是有著這樣或者那樣的問題,“載波聚合”技術也就有了它存在的價值,對于高通這樣的基帶供應商來說,支持載波聚合技術的5G基帶能夠實現頻譜效率最大化利用的目標,確保用戶能夠在日益復雜的5G場景中依然可以獲得足夠優質的網絡體驗,而且其不僅僅只是提高網絡速率,同時還會保證網絡的穩定性,讓我們在觀看4K/8K直播、暢玩AR/VR云游戲時,也能從容應對。

02 不斷進化的高通基帶,不斷突破的頻譜聚合能力,高通很早就開始研究載波聚合技術,5G時代到來后,高通也陸續在市場中投放了多代支持5G頻譜聚合的基帶產品,高通基帶的載波聚合能力也在不斷突破中。

比如驍龍X60便支持5G毫米波和Sub-6GHz頻段聚合,利用其載波聚合的特性,兼容更廣泛的頻譜組合,能夠為運營商的5G部署提供最高的靈活性,充分利用各頻段頻譜資源。到了驍龍X65時代,高通基帶在支持5G頻譜聚合方面又有了新的突破。此前高通就曾宣布,他們成功完成了基于5G獨立組網(SA)模式下Sub-6GHz FDD/TDD頻段和毫米波頻段的雙連接5G數據呼叫測試,將毫米波頻段的大帶寬優勢與Sub-6GHz FDD/TDD頻段的廣覆蓋優勢相結合,從而可以滿足更大的帶寬需求,甚至覆蓋到傳統無線連接無法觸及的區域。

早在2016年10月,高通就發布了全球首款5G基帶驍龍X50,10nm工藝,符合3GPP R15規范,支持Sub 6GHz、毫米波,支持NSA、TDD,峰值下行速度5Gbps。

2019年2月,高通推出第二代5G基帶驍龍X55,升級7nm工藝,完整支持2G/3G/4G/5G、NSA/SA、TDD、FDD,并支持4G/5G載波聚合,新增寬帶包絡追蹤、動態頻譜共享。

一年后,我們看到了第三代驍龍X60,進一步升級為5nm工藝,支持Sub 6GHz頻段TDD-FDD載波聚合、VoNR、全球5G多卡,還有第三代毫米波天線模組QTM535。

又過了一年,第四代驍龍X65到來,4nm工藝,升級3GPP R16規范,下行速度達到10Gbps,支持更多載波聚合,升級毫米波天線模組、PowerSave、Smart Transmit、寬帶包絡追蹤。

作為高通第五代5G基帶方案,驍龍X70特別引入了高通5G AI套件,可以利用AI優化Sub-6GHz、毫米波頻段的5G鏈路,提升速度、網絡覆蓋、移動性、鏈路穩健性、能效,并降低時延。

主要特性包括:

- AI輔助信道狀態反饋和動態優化,提升吞吐量和其他關鍵性能指標。

- 全球首個AI輔助毫米波波束管理,增強性能,提升吞吐量,擴大小區覆蓋范圍,提高鏈路穩健性。

- AI輔助網絡選擇,支持出色的移動性和鏈路穩健性。

- AI輔助自適應天線調諧,情境感知能力提高30%,實現更高的平均速度、更廣的網絡覆蓋范圍。

智能手機的快速發展,之所以有2G、3G、4G、5G之分,除了芯片之外,基帶起到了至關重要的作用,如果沒有基帶,手機無法連接到數字蜂窩網絡,也就無法撥打電話,發送短信,更無法上網。這類似于我們每個家用寬帶的“貓”,負責將電信號與數字信號的轉換,也就是調制與解調的作用。

而當我們進入5G時代之后,即便一些半導體企業能研發出性能強悍的芯片,但卻無法成功的研發出時代環境下所需要的5G基帶,所以我們能看到一些半導體企業在基帶研發方面選擇了退場,一些芯片企業選擇了外掛第三方基帶。而在5G基帶方面,剩下的玩家幾乎就剩下了華為、聯發科、三星和高通。然而,高通在5G基帶方面卻展現出了“蓬勃發展”的勢態。

根據Counterpoint Foundry和AP/SoC領域發布的公告顯示,2021年第四季度,高通在基帶芯片市場拿下了76%的市場占比,同比增長13%,遠超第二名聯發科的18%和第三名三星的4%。可以說,在5G基帶芯片市場,高通已經形成碾壓之勢!為什么會出現這種現象呢?

首先,每年的第四季度,對于手機廠家和手機半導體企業而言,幾乎都是旺季。全球對芯片的需求急劇上升,高通客戶太多,臺積電產能可能會有風險,三星也放大了產能,不僅高通處理器供貨充足,而且性價比還很高。此外驍龍888又是高通的首款集成式旗艦5G soc,強悍的性能表現,在安兔兔性能排行榜形成了霸榜的趨勢,這給驍龍888旗艦機型很大的宣傳力度。

其次,提到手機市場的熱門品牌,蘋果是繞不開的話題,雖然蘋果有自主研發的A15處理器,但基帶則外掛的是高通X60基帶,iPhone13系列,甚至iPhone12系列在全球火爆的銷量,是推動高通基帶業務的重要因素之一。

另外,在過去幾年的時間里,華為的海思芯片一直是采用自供的方式,但由于海思庫存緊張,華為的旗艦系列也都在采用高通的芯片及基帶,即便是只有4G功能,這也是推動高通基帶芯片市占比上漲的重要因素。

而之所以大家都會選擇高通,其根本原因就是高通在通訊及半導體領域的技術積累,因為“技術是永不落伍的財富密碼”。尤其是在5G時代,高通將全球領先的半導體技術與通訊技術的整合,在現有的通訊基礎設施和新技術之間找到了非常完美的平衡,并將這些研究成果投入到了龐大的市場。

在通信圈有句話叫“4G改變生活,5G改變社會”。或許這句話不完全正確,但卻訴說著一個基本事實,移動通信技術的每一次躍進都會深刻影響著我們的生活。

2022是全球5G規模化商用的第三年,自出現以來,5G演進的步伐一直未曾中斷過,基于5G技術的創新應用和技術也在各行各業生根發芽,推動各領域向著智能化、數字化、網絡化的方向發展。可以說,盡管5G商用的時間不長,但已經初露崢嶸,相信隨著終端應用的不斷演進,勢必還將帶來更深刻的社會變革。

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當然,任何行業的發展從“0”到“1”再到不斷壯大,都少不了推動者和引領者,而在5G發展的過程中,高通公司無疑承擔著這樣一份職責。事實上,高通作為全球最大移動設備芯片供應商,在3G、4G時代就一直占據著市場主導地位,進入5G時代后,高通公司同樣做了很多努力,在2019至2022近三年的時間里,高通5G基帶不斷向前演進,對于推動5G商用、引領5G發展浪潮,起到了重要的推動作用。

移動通信技術的迭代并不是一蹴而就的,既需要有3GPP這樣的國際化組織制定相關標準,同時也需要如高通一樣,在通信領域具有深厚技術積累,能夠提供前瞻性技術支持。

在過去的30多年來,高通在移動通信技術行業有著開創性貢獻,自上世紀90年代后期開始,高通就已開始對毫米波、MIMO、先進射頻等基礎科技進行研究,而這些已經成為支持5G發展的關鍵支撐技術。

同樣地,在5G標準化的制定的過程中,高通一方面保持與3GPP的緊密合作,另一方面也在不斷推出全新5G調制解調器芯片組。

相比高通驍龍Soc,高通基帶則有著更加廣泛的應用,不僅安卓機在用,一些iOS設備同樣在用,而且高通5G基帶還直接應用于汽車、PC、CPE、XR、游戲掌機、IoT以及其他移動設備領域,換句話說,除了可以用于手機領域外,高通5G基帶更多是以面向更廣泛智能終端設備而存在的。




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