頻譜的故事 千兆只是起點(diǎn)
4G發(fā)展的末期,***的調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破了1Gbps下行傳輸?shù)拇箨P(guān),而在通訊領(lǐng)域,千兆就是個里程碑,實(shí)現(xiàn)千兆速度意味著可以輕松解決絕大部分帶寬問題。千兆局域網(wǎng),讓海量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程存儲成為可能;千兆寬帶讓4K HDR視頻、VR視頻流播變得可行……
而千兆無線通訊,顯然有著更大的吸引力。無論是無線廣域網(wǎng)的千兆通訊,還是局域網(wǎng)的千兆通訊,其實(shí)都得克服不少困難。我們一個個來看這個Gbps大關(guān)在各個網(wǎng)絡(luò)層級里是如何被突破的。
LTE多載波聚合——4G千兆的起點(diǎn)
在前面的系列文章里我們有提過,無線通信的通道是頻段,目前在4G標(biāo)準(zhǔn)下,全球范圍內(nèi)用于4G通訊的頻段已經(jīng)超過了40個,因?yàn)楦鱾€頻段帶寬都已經(jīng)預(yù)先指定好,而且不能***制增加,單個***頻寬20MHz的4G LTE頻段,傳輸速率是遠(yuǎn)不能達(dá)到千兆級1Gbps的,所以實(shí)現(xiàn)千兆傳輸必須通過多載波聚合的方式進(jìn)行。
不過這對于高通來說,載波聚合技術(shù)不是難點(diǎn)。早在去年,高通的驍龍X16 LTE調(diào)制解調(diào)器就已經(jīng)借助載波聚合技術(shù)把4個20MHz LTE頻段合并成一條高速通道,實(shí)現(xiàn)了千兆級1Gbps的***下行速率;而今年高通X20 LTE調(diào)制解調(diào)器再接再厲,在驍龍X16 LTE調(diào)制解調(diào)器的基礎(chǔ)上,引入了數(shù)項(xiàng)高通的新技術(shù),支持***達(dá)5個20MHz LTE頻段下行鏈路載波聚合,***傳輸速率可達(dá)1.2Gbps,可確保在實(shí)際應(yīng)用中能實(shí)現(xiàn)1Gbps的千兆無線廣域網(wǎng)通信。
在驍龍X20 LTE調(diào)制解調(diào)器上高通不僅僅只是進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)加法,更是運(yùn)用了大量獨(dú)家的技術(shù)。首先,5個載波聚合頻段里,3個頻段里能做到4 x 4 MIMO,使傳輸能更加穩(wěn)定地保持在較高的速度水平上;其次它是一款支持授權(quán)輔助接入(LAA)的LTE-A Pro調(diào)制解調(diào)器,LAA使得運(yùn)營商能利用低至10 MHz的授權(quán)頻譜啟動千兆級LTE服務(wù),更是繼續(xù)擴(kuò)大了支持頻段的范圍,讓載波聚合和頻段的選擇分配變得更加靈活,聚合頻段組合甚至都超過了1000種。
在超過1Gbps的極限速度、穩(wěn)定性和可用性都在驍龍X20 LTE調(diào)制解調(diào)器身上實(shí)現(xiàn),就標(biāo)志著千兆級別4G網(wǎng)絡(luò)正式上路了,也意味著通往5G網(wǎng)絡(luò)最為重要的一塊基石也正式登場。
802.11ac——千兆無線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)
進(jìn)入移動時代之后,家中使用無線局域網(wǎng)通訊的設(shè)備數(shù)量大大增多,相比千兆LAN通常只會有一臺臺式機(jī)使用,千兆無線局域網(wǎng)明顯更能照顧到所有人。當(dāng)今家庭網(wǎng)絡(luò)出站帶寬不斷在拓寬,從10Mbps、20Mbps,到數(shù)百M(fèi)bps乃至1Gbps——然而如果沒有千兆級的WIFI網(wǎng)絡(luò),再高的出站帶寬都無用武之地,對于用戶來說吸引力大大降低。
所以,802.11ac標(biāo)準(zhǔn)正為解決這個問題而來。在5GHz頻段下,支持該標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備可通過3×3 MIMO天線就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)1300Mbps的***傳輸速率,再到802.11ac Wave 2第二版標(biāo)準(zhǔn),4×4 MIMO天線更是將極限理論速度推向了1700Mbps。不過很多用戶在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),他們很難達(dá)到這一極限速度,尤其是在家中設(shè)備眾多的情況下,這種情況尤為明顯。
所以,在802.11ac Wave 2標(biāo)準(zhǔn)中引入了一個叫MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的技術(shù),通過允許路由器同時與多個設(shè)備溝通,大幅提升了802.11ac設(shè)備的客戶端承載能力,改善了家庭網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。高通在這其中也扮演了重要的作用,它的QCA9984方案就扎根在當(dāng)今絕大部分支持MU-MIMO無擁堵Wi-Fi路由器的主板上。
而要發(fā)揮MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的作用,手機(jī)平板等終端設(shè)備也必須支持MU-MIMO才行,高通在這塊也可以全面為用戶包辦——驍龍移動平臺直接整合了支持MU-MIMO 無擁堵Wi-Fi 802.11ac的模塊,幾乎所有旗艦級8系列的驍龍?zhí)幚砥鳟a(chǎn)品都可做到這一點(diǎn)。
有了802.11ac不斷突破的極速和MU-MIMO無擁堵Wi-Fi多設(shè)備協(xié)調(diào)能力,各路設(shè)備在家中也能和諧共享千兆無線網(wǎng)絡(luò)帶來的高速傳輸體驗(yàn)。
5G與802.11ad——數(shù)千兆指日可待
不過我們不能就此滿足,LTE千兆、802.11ac都只是剛剛跨越1000Mbps門檻,它們的能力范圍是有限的,想要實(shí)現(xiàn)數(shù)千兆傳輸,還得靠即將到來的5G通訊標(biāo)準(zhǔn)和已經(jīng)暫露頭角的802.11ad超高頻無線局域網(wǎng)。
5G通訊標(biāo)準(zhǔn)是什么樣的?這個問題是需要通訊行業(yè)的所有參與者一起共同努力來回答的,人們已經(jīng)提出了相比現(xiàn)有4G LTE網(wǎng)絡(luò)時延大大降低、信號覆蓋大大增強(qiáng)、信號的功耗同時大大降低。***目的就是保證多數(shù)人都能同時突破1Gbps的傳輸速度。此外,還有IoT、防災(zāi)廣播用例也在呼喚5G早些到來。802.11ad則是VR等超短距離應(yīng)用所伸長脖子等著要的7Gbps超高速傳輸。
高通也在嘗試給出自己的回答。目前已經(jīng)他們已經(jīng)在有了不少技術(shù)儲備和產(chǎn)品:去年它已經(jīng)拿出了5G新空口原型系統(tǒng),運(yùn)行在6GHz以下頻道,采用大規(guī)模天線陣列技術(shù),并吸收4G時代原有的技術(shù)精華OFDM、波束成形等等,優(yōu)化非視距場景的表現(xiàn);縮短距離后,高通也有5G毫米波OTA方案,在數(shù)百米內(nèi)能實(shí)現(xiàn)超高數(shù)據(jù)傳輸速率,以及28GHz端到端毫米波原型機(jī),甚至還為VIVE VR做出了支持802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的60GHz頻段32天線陣列。
載波聚合、波束成形,以及MU-MIMO等技術(shù)都在我們在突破1Gbps大關(guān)里起到了至關(guān)重要的作用,在打破千兆級1Gbps桎梏之后,我們要用5G網(wǎng)絡(luò)來做什么?下一篇頻譜故事我們將和大家一起展望一下萬物互聯(lián)的未來。