頻譜的故事 千兆只是起點
4G發展的末期,***的調制解調器已經實現突破了1Gbps下行傳輸的大關,而在通訊領域,千兆就是個里程碑,實現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,讓海量數據遠程存儲成為可能;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。無論是無線廣域網的千兆通訊,還是局域網的千兆通訊,其實都得克服不少困難。我們一個個來看這個Gbps大關在各個網絡層級里是如何被突破的。
LTE多載波聚合——4G千兆的起點
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標準下,全球范圍內用于4G通訊的頻段已經超過了40個,因為各個頻段帶寬都已經預先指定好,而且不能***制增加,單個***頻寬20MHz的4G LTE頻段,傳輸速率是遠不能達到千兆級1Gbps的,所以實現千兆傳輸必須通過多載波聚合的方式進行。
不過這對于高通來說,載波聚合技術不是難點。早在去年,高通的驍龍X16 LTE調制解調器就已經借助載波聚合技術把4個20MHz LTE頻段合并成一條高速通道,實現了千兆級1Gbps的***下行速率;而今年高通X20 LTE調制解調器再接再厲,在驍龍X16 LTE調制解調器的基礎上,引入了數項高通的新技術,支持***達5個20MHz LTE頻段下行鏈路載波聚合,***傳輸速率可達1.2Gbps,可確保在實際應用中能實現1Gbps的千兆無線廣域網通信。
在驍龍X20 LTE調制解調器上高通不僅僅只是進行簡單的數學加法,更是運用了大量獨家的技術。首先,5個載波聚合頻段里,3個頻段里能做到4 x 4 MIMO,使傳輸能更加穩定地保持在較高的速度水平上;其次它是一款支持授權輔助接入(LAA)的LTE-A Pro調制解調器,LAA使得運營商能利用低至10 MHz的授權頻譜啟動千兆級LTE服務,更是繼續擴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、穩定性和可用性都在驍龍X20 LTE調制解調器身上實現,就標志著千兆級別4G網絡正式上路了,也意味著通往5G網絡最為重要的一塊基石也正式登場。
802.11ac——千兆無線局域網的基礎
進入移動時代之后,家中使用無線局域網通訊的設備數量大大增多,相比千兆LAN通常只會有一臺臺式機使用,千兆無線局域網明顯更能照顧到所有人。當今家庭網絡出站帶寬不斷在拓寬,從10Mbps、20Mbps,到數百Mbps乃至1Gbps——然而如果沒有千兆級的WIFI網絡,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標準正為解決這個問題而來。在5GHz頻段下,支持該標準的無線設備可通過3×3 MIMO天線就已經實現1300Mbps的***傳輸速率,再到802.11ac Wave 2第二版標準,4×4 MIMO天線更是將極限理論速度推向了1700Mbps。不過很多用戶在實際使用中發現,他們很難達到這一極限速度,尤其是在家中設備眾多的情況下,這種情況尤為明顯。
所以,在802.11ac Wave 2標準中引入了一個叫MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的技術,通過允許路由器同時與多個設備溝通,大幅提升了802.11ac設備的客戶端承載能力,改善了家庭網絡的資源利用率。高通在這其中也扮演了重要的作用,它的QCA9984方案就扎根在當今絕大部分支持MU-MIMO無擁堵Wi-Fi路由器的主板上。
而要發揮MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的作用,手機平板等終端設備也必須支持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系列的驍龍處理器產品都可做到這一點。
有了802.11ac不斷突破的極速和MU-MIMO無擁堵Wi-Fi多設備協調能力,各路設備在家中也能和諧共享千兆無線網絡帶來的高速傳輸體驗。
5G與802.11ad——數千兆指日可待
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,想要實現數千兆傳輸,還得靠即將到來的5G通訊標準和已經暫露頭角的802.11ad超高頻無線局域網。
5G通訊標準是什么樣的?這個問題是需要通訊行業的所有參與者一起共同努力來回答的,人們已經提出了相比現有4G LTE網絡時延大大降低、信號覆蓋大大增強、信號的功耗同時大大降低。***目的就是保證多數人都能同時突破1Gbps的傳輸速度。此外,還有IoT、防災廣播用例也在呼喚5G早些到來。802.11ad則是VR等超短距離應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。目前已經他們已經在有了不少技術儲備和產品:去年它已經拿出了5G新空口原型系統,運行在6GHz以下頻道,采用大規模天線陣列技術,并吸收4G時代原有的技術精華OFDM、波束成形等等,優化非視距場景的表現;縮短距離后,高通也有5G毫米波OTA方案,在數百米內能實現超高數據傳輸速率,以及28GHz端到端毫米波原型機,甚至還為VIVE VR做出了支持802.11ad標準的60GHz頻段32天線陣列。
載波聚合、波束成形,以及MU-MIMO等技術都在我們在突破1Gbps大關里起到了至關重要的作用,在打破千兆級1Gbps桎梏之后,我們要用5G網絡來做什么?下一篇頻譜故事我們將和大家一起展望一下萬物互聯的未來。