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| 本文作者： 包永剛 | 2019-02-19 20:31 | 專題：MWC 2019：5G開啟移動(dòng)通信下一個(gè)10年 |
雷鋒網(wǎng)消息，MWC2019前夕，高通今天宣布推出繼驍龍X50后的第二代5G新空口（5G NR）調(diào)制解調(diào)器驍龍X55 5G調(diào)制解調(diào)器，也是全球首款實(shí)現(xiàn)7Gbps速率的5G調(diào)制解調(diào)器。工藝上，驍龍X55從驍龍X50的10nm升級(jí)為7nm，功能和性能方面也有不同程度的提升。通過驍龍X55，更應(yīng)該看到5G時(shí)代的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：5G高復(fù)雜度、整體方案、應(yīng)用場景不再局限。 
5G技術(shù)的高復(fù)雜度
通信技術(shù)已經(jīng)從第一代演進(jìn)到第五代，伴隨性能提升而來的是更高的復(fù)雜度，這個(gè)復(fù)雜度除了新技術(shù)本身，還來自新技術(shù)向下的兼容性。因此，高通的第二代5G調(diào)制解調(diào)器驍龍X55強(qiáng)調(diào)的是支持5G到2G的多模，支持幾乎全頻段、全部地區(qū)，當(dāng)然還有非常高的下載和上傳速度。
具體看，在5G模式下，驍龍X55可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)7Gbps的下載速度和最高達(dá)3Gbps的上傳速度；同時(shí)支持Category 22 LTE帶來最高達(dá)2.5 Gbps的下載速度。驍龍X55支持全球所有主要頻段，無論是毫米波頻段還是6 GHz以下頻段；支持TDD和FDD運(yùn)行模式；支持獨(dú)立（SA）和非獨(dú)立（NSA）網(wǎng)絡(luò)部署。
另外，除了支持分配給5G的待開發(fā)頻段的部署之外，驍龍X55調(diào)制解調(diào)器還有兩個(gè)值得關(guān)注的技術(shù)特性，一是4G/5G頻譜共享，即在同一小區(qū)里面，使用驍龍X55可以同時(shí)共享4G和5G的重疊頻譜；二是全維度MIMO，在這一技術(shù)的支持下，小區(qū)的天線陣列除了水平方向，還可以在垂直方向上進(jìn)行波束成形和波束導(dǎo)向，提升整個(gè)空間的覆蓋和效率。
簡單來說，5G調(diào)制解調(diào)器不僅要支持5G的不同頻譜，不同運(yùn)行模式，不同的部署模式，還要并向下兼容4G技術(shù)。
5G調(diào)制解調(diào)器為什么要設(shè)計(jì)的如此復(fù)雜？高通產(chǎn)品市場高級(jí)總監(jiān)沈磊告訴雷鋒網(wǎng)等媒體：“2010年4G開始部署的第一年，全球承諾部署4G的運(yùn)營商不超過5家，只在屈指可數(shù)的幾個(gè)城市中進(jìn)行部署，可供測試和使用的4G終端產(chǎn)品不超過5款。但在5G部署的第一年，就有超過20家全球主流運(yùn)營商承諾部署和推出5G服務(wù)，超過20家全球領(lǐng)先的OEM廠商承諾發(fā)布5G終端。”
因此，新一代通信技術(shù)的本身就意味著更多的技術(shù)挑戰(zhàn)，而5G標(biāo)準(zhǔn)遲遲未確定又增加了5G調(diào)制解調(diào)器的研發(fā)和測試難度，與此同時(shí)，5G商用部署參與者更多，意味不同地區(qū)和公司對(duì)5G調(diào)制解調(diào)器的需求不同。并且，4G時(shí)代就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)設(shè)備的多頻段多模式支持，5G調(diào)制解調(diào)器想要在全球范圍內(nèi)獲得市場的認(rèn)可，即使復(fù)雜程度再高難度再大，5G的多頻譜和多模式的全面支持無法回避。
沈磊還指出，隨著核心網(wǎng)和接入網(wǎng)（RAN）的部署，以及基于基站和核心網(wǎng)設(shè)備的成熟快慢，5G在具體部署過程中還包括獨(dú)立組網(wǎng)（SA）和非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）等部署形式，在NSA模式下，5G和4G必須協(xié)同工作，目前這種雙連接的頻段組合數(shù)量可達(dá)成百上千個(gè)，帶來了很高的復(fù)雜性。因此，4G與5G的技術(shù)難度不可同日而語。
縱觀目前已經(jīng)發(fā)布的終端5G調(diào)制解調(diào)器，無論是華為巴龍5000、英特爾XMM 8160、聯(lián)發(fā)科Helio M70還是三星Exynos Modem 5100，都強(qiáng)調(diào)多模，支持SA與NSA，實(shí)現(xiàn)5G高速率并向下兼容2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)。
其中，高通再一次占得先機(jī)，在2016年10月份就宣布推出第一代5G調(diào)制解調(diào)器X50，并在今天宣布第二代產(chǎn)品。沈磊表示：“目前，全球絕大多數(shù)主流設(shè)備供應(yīng)商的互操作測試、絕大部分運(yùn)營商的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測試以及絕大多數(shù)OEM廠商的5G終端產(chǎn)品開發(fā)都是基于驍龍X50這款芯片完成。而驍龍X55目前處于供樣階段，商用終端預(yù)計(jì)會(huì)在2019年發(fā)布。”
需要指出的是，無論是哪家的5G調(diào)制解調(diào)器，基于5G技術(shù)復(fù)雜性以及5G商用初期產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度，包括5G調(diào)制解調(diào)器在內(nèi)的各種器件價(jià)格都會(huì)偏高，這也能讓我們更好的理解中國移動(dòng)給出5G手機(jī)價(jià)格預(yù)計(jì)在8000元以上的判斷。
至于5G產(chǎn)品價(jià)格何時(shí)能成為大眾普遍接受的水平，還取決于產(chǎn)業(yè)鏈各方的共同努力以及市場的接受程度。
5G套件降低開發(fā)難度
5G的復(fù)雜性帶來的問題不僅在調(diào)制解調(diào)器中體現(xiàn)。沈磊指出，在整個(gè)通信鏈路中，除了調(diào)制解調(diào)器外還需要很多器件，包括射頻收發(fā)器和濾波器、開關(guān)和功率放大器（PA）等射頻前端，還有天線。尤其是5G毫米波部署中，需要在終端上支持大量天線。如此復(fù)雜的通信鏈路，如果采用由不同廠商開發(fā)的元器件，整個(gè)終端的集成、測試和優(yōu)化過程將會(huì)非常漫長，成本也會(huì)非常高。
高通總裁克里斯蒂安諾·阿蒙表示：“面對(duì)5G，OEM廠商面臨一系列艱巨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。滿足覆蓋2G到5G的多模需求以及持續(xù)增加的頻段組合帶來了前所未有的復(fù)雜性。獨(dú)立式調(diào)制解調(diào)器或射頻解決方案已不足以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。”
因此我們看到，高通在發(fā)布驍龍X50的時(shí)候也發(fā)布了配套的毫米波天線模組QTM052。與驍龍X55配套發(fā)布的則是新一代的毫米波天線模組QTM525。QTM525有兩大方面的提升，一方面是在上代產(chǎn)品已支持的n257（28GHz）、n260（39GHz）與n261（美國28GHz）頻段的基礎(chǔ)上，新增針對(duì)北美、歐洲和澳大利亞還增加了對(duì)n258（26GHz）頻段的支持。另一方面是小型化，通過集成度的提升，手機(jī)廠商可以將毫米波手機(jī)的厚度做到8毫米以下，這和當(dāng)前最輕薄的4G手機(jī)厚度基本持平。
除此之外，高通還發(fā)布了全球首款宣布的5G 100MHz包絡(luò)追蹤解決方案QET6100、集成式5G/4G功率放大器（PA）和分集模組系列，以及QAT3555 5G自適應(yīng)天線調(diào)諧解決方案。包絡(luò)追蹤（Envelope Tracking，ET）的意義是什么？沈磊指出，手機(jī)的功率放大器（PA）主要負(fù)責(zé)在手機(jī)將信號(hào)發(fā)送給基站之前把手機(jī)中比較小的信號(hào)放大，使其能量變得足夠大，能夠發(fā)射得足夠遠(yuǎn)，得以讓基站能夠收到這個(gè)信號(hào)，然后在基站和手機(jī)之間建立通信。
提高PA的效率一直是手機(jī)設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)之一，此次高通推出的5G包絡(luò)追蹤解決方案是在4G ET上的增強(qiáng)，PA效率提升了一倍以上。QAT3555則可以與驍龍X55配合，減小天線尺寸，增高天線適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)天線性能的提升。無論是QET6100還是QAT3555都對(duì)提升5G終端的續(xù)航、更高速率、更高通信質(zhì)量都有積極意義。
沈磊進(jìn)一步表示，驍龍X55不是單獨(dú)的通信模塊，而是一個(gè)完整的套片，所有的射頻鏈路上的各種器件，從毫米波到6GHz以下頻段，高通都有完整的解決方案。在完整方案的支持下，手機(jī)制造商不需要在終端設(shè)計(jì)上花費(fèi)大量時(shí)間，還可在比較短的時(shí)間內(nèi)完成產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和優(yōu)化，并且兼顧產(chǎn)品的輕薄外形和良好性能，加快產(chǎn)品的上市時(shí)間。
雷鋒網(wǎng)還了解到，性能提升的同時(shí)，由于驍龍X55套件中所包含的器件數(shù)量比驍龍X50套件少，集成度更高可以更好的控制功耗。
物聯(lián)網(wǎng)、XR、車聯(lián)網(wǎng)等更多應(yīng)用
我們知道，4G及其之前的幾代無線通信技術(shù)絕大部分還是應(yīng)用于手機(jī)這單一行業(yè)當(dāng)，而5G的一個(gè)重要愿景是可以讓無線通信技術(shù)拓展到更多行業(yè)當(dāng)中，釋放更多的生產(chǎn)力、催生新的商業(yè)模式、改造甚至重塑眾多行業(yè)的面貌，讓整個(gè)人類社會(huì)得到提升。
5G愿景的實(shí)現(xiàn)當(dāng)然與5G技術(shù)的演進(jìn)和應(yīng)用密不可分，2017年12月，Rel-15非獨(dú)立模式（NSA）標(biāo)準(zhǔn)確定，2018年6月，獨(dú)立模式（SA）標(biāo)準(zhǔn)出爐。目前，中國大部分運(yùn)營商考慮的是SA部署，但也有運(yùn)營商考慮NSA部署。
不僅模式有所不同，頻段的部署也有所不同，毫米波和6GHz以下頻段最主要的應(yīng)用是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），此類部署用例主要是提供更高的速率和更寬的帶寬。5G還有其他的部署方向，比如超高可靠低時(shí)延通信（uRLLC），其專注于降低時(shí)延和提高可靠性。高通工程技術(shù)總監(jiān)、中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧表示：“從標(biāo)準(zhǔn)的角度看，Rel-16的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行中，其商用可能在Rel-15之后的一兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不過高通已經(jīng)在研究面向Rel-17能夠在5G上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)提升。”
除了關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，高通也在推動(dòng)OTA（Over-the-air）和原型機(jī)測試，原因是一方面可以對(duì)高通可能遇到的商用場景提前進(jìn)行研發(fā)和測試；另一方面可以基于原型機(jī)或OTA外場測試，對(duì)今后比較新的技術(shù)提前進(jìn)行測試和驗(yàn)證，從而獲取新的測試結(jié)果。
徐晧進(jìn)一步指出，高通也在探索協(xié)作多點(diǎn)在5G時(shí)代有哪些更多的應(yīng)用場景，協(xié)作多點(diǎn)最大的優(yōu)勢就是具有協(xié)作性，eNodeB與eNodeB或者gNodeB與gNodeB之間有很好的協(xié)作性。目前已知的很好的應(yīng)用場景是商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。
除了物聯(lián)網(wǎng)，他還看好AR應(yīng)用。徐晧認(rèn)為，AR眼鏡更輕便，佩戴不會(huì)影響日常生活，展現(xiàn)真實(shí)世界信息的同時(shí)還能將虛擬信息同時(shí)顯示出來。當(dāng)手機(jī)支持非常好的網(wǎng)絡(luò)通信，AR眼鏡可通過與手機(jī)的連接來接入網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)AR眼鏡也有望直接支持5G連接。這種可穿戴設(shè)備在不久的將來可能會(huì)是除手機(jī)外一個(gè)很好的5G應(yīng)用場景。
5G的另一個(gè)應(yīng)用場景是蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X），汽車領(lǐng)域正迎來一系列技術(shù)革命，包括汽車的電氣化、自動(dòng)化以及車聯(lián)網(wǎng)的全連接，車聯(lián)網(wǎng)對(duì)圖像處理、聲音處理以及傳感器融合有很高的需求，5G能夠提供車與車、車與網(wǎng)絡(luò)之間的連接，加上AI算法的增強(qiáng)，兩者結(jié)合可以為未來車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛的發(fā)展提供幫助。
總結(jié)來說，除了目前5G的高速率eMBB場景，接下來還會(huì)看到支持eURLLC的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G NR C-V2X、共享/免許可頻譜和無拘無束的XR的5G應(yīng)用。
雷鋒網(wǎng)小結(jié)
高通作為最早推出面向移動(dòng)終端5G調(diào)制解調(diào)器的公司，當(dāng)其它公司在推出第一代產(chǎn)品不久之后，就發(fā)布了第二代產(chǎn)品驍龍X55。驍龍X55的特性很好的說明了5G技術(shù)的復(fù)雜性，當(dāng)然高通也相應(yīng)的給出了整套的解決方案以降低5G產(chǎn)品的研發(fā)難度。除此之外，5G的高投資也是阻礙5G普及和落地的一大關(guān)鍵，因此，在技術(shù)更先進(jìn)以及高投入情況下，通過更多的落地場景不僅能降低5G的成本，也能進(jìn)一步推動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，但這不非一件容易的事情。
MWC2019在即，關(guān)于高通以及其他廠商的更多5G進(jìn)展，雷鋒網(wǎng)將會(huì)持續(xù)關(guān)注，敬請(qǐng)期待！
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