从X50到X70,回顾高通5G基带演进历史,凭何笑傲5G基带江湖?

通信资讯馆 2022-03-19

通信x70调制解调器

3147 字丨阅读本文需 8 分钟

从2019年全球5G商用算起,2022年,5G商用已经进入第四年。

短短几年间,5G网络从无到有,速度从千兆起步,到媲美光纤的万兆级速率。为手机而生的移动通信技术早已不再单纯应用于智能手机,5G正快速而广泛地应用于工业、交通、农业。

5G的发展离不开全产业的共同努力,更离不开业界领导者们的积极推动。

5G商用还不满4年,移动通信领域的领导者高通就已经推出了5代骁龙5G调制解调器,不断突破移动通信速度的极限,实现了从千兆到万兆的跨越。2022年,高通又一次飞跃,在骁龙X70 5G调制解调器及射频系统中率先引入全球首个5G AI处理器。

过去短短几年间,5G以前所未有的速度发展。展望未来,5G生态的逐步完善预示着5G的杀手级应用即将出现,高通骁龙5G调制解调器及射频系统将发挥怎样的作用?

1、从X50到X70,回顾高通5G基带演进历史

高通在5G领域的技术领先源于多年的长期积累。早在上世纪90年代末,高通就已经对毫米波、MIMO、先进射频等基础科技进行研究。

2016年,高通在4G/5G峰会上推出了全球首款5G调制解调器骁龙X50。骁龙X50采用10纳米工艺,利用28GHz毫米波(mmWave)频段提供的大带宽,结合先进信号处理技术,实现了5Gbps的下载速度。骁龙X50推出以后,对于5G商用化产生了巨大的推动作用。全球绝大多数主流设备供应商的互操作测试、绝大部分运营商的实验室和现网测试,以及绝大多数OEM厂商的5G终端产品开发都是基于这款芯片完成的,当时上市的5G智能手机、热点、固定无线终端有很多都搭载了骁龙X50。

2019年可以说是5G商用元年,这一年高通推出了第二代5G调制解调器骁龙X55。从工艺上,骁龙X55提升到了7纳米,可支持FDD和TDD频段,也可支持SA和NSA组网模式。上传速度提升到3Gbps,下载速度提升到了7Gbps。此外还有两个关键技术特性:4G/5G频谱共享,即在同一小区里面,使用骁龙X55可以同时共享4G和5G的重叠频谱;以及全维度MIMO,在这一技术的支持下,小区的天线阵列除了水平方向外,还可以在垂直方向上进行波束成形和波束导向,从而提升整个空间的覆盖和效率。骁龙X55驱动了第二波5G终端的热潮,将5G从智能手机拓展到了CPE、5G Wi-Fi路由器、笔记本电脑、平板电脑、以及网联汽车等更多类型终端。

2020年,高通推出了第三代5G调制解调器骁龙X60。首先是工艺从7纳米升级到了5纳米,这让5G基带芯片的能效更高,占板面积变得更小。此外,骁龙X60是全球首个支持聚合全部主要频段及其组合的5G调制解调器,包括毫米波和Sub-6GHz的FDD和TDD频段,给5G部署提供了巨大的灵活度。骁龙X60还支持Voice-over-NR(VoNR),这也是5G网络架构从NSA向SA演进后的发展方向。相对于X55,骁龙X60的下行速率最高达7.5Gbps,上行速率最高达3Gbps,且功耗有了明显的下降。此外,5G Powersave、Qualcomm Smart Transmit等先进技术也为骁龙X60带来了系统级的性能、速率和覆盖优化等方面的提升。

2021年,高通推出第四代5G调制解调器骁龙X65。在工艺上,骁龙X65提升到了4纳米。骁龙X65是全球首个将5G单机空口速率提升至10Gbps的调制解调器及射频系统,也是首个支持3GPP Release 16的调制解调器及射频系统。骁龙X65还支持灵活的软件升级,能够配合全球不同地区的运营商对通信特性的要求和部署计划来做针对性的支持。此外,骁龙X65还支持高通5G PowerSave 2.0、高通Smart Transmit 2.0、高通AI辅助信号增强技术,以及Sub-6GHz、毫米波和毫米波-Sub-6GHz聚合等特性。

骁龙X65还支持宽带包络追踪技术,这项技术能够支持功率放大器供电电源的幅度跟随功率放大器发射信号的幅度来动态调整。通俗一点讲,手机要发射大信号的时候,功率放大器的电源电压就提高一点,需要发小信号的时候,就降低一点,实现完美匹配、按需供给的目的。宽带包络追踪技术能够大幅提高发射效率、降低功耗,从而实现更长的手机续航。

值得重点一提的是,高通骁龙X65还支持全球首创的AI天线调谐技术,为蜂窝技术性能和能效带来重大提升。与前代技术相比,通过AI实现对手部握持终端侦测的准确率能实现30%的提升。这一提升可以带来增强的天线调谐功能,从而提高数据传输速度,改善覆盖范围,延长电池续航。此外,骁龙X65支持的10Gbps峰值速率,是早期LTE峰值速率的100倍,这标志着10Gbps 5G时代的到来。

2022年,高通发布了第五代的5G调制解调器骁龙X70。骁龙X70在工艺上依旧采用4纳米,并支持3.5Gbps的上行峰值速率,以及10Gbps的下行峰值速率。

骁龙X70同时引入全新第3代高通5G PowerSave,结合4纳米基带工艺和先进的调制解调器及射频技术,比如高通QET7100宽带包络追踪技术和AI辅助自适应天线调谐,能够在各种用户场景和信号条件中动态优化发射和接收路径,从而显著降低功耗并延长电池续航。此外,骁龙X70是全球首个集成5G AI处理器的调制解调器及射频系统;骁龙X70也是全球唯一一款能够支持从600MHz到41GHz全部5G商用频段的调制解调器及射频系统。

骁龙X70支持AI辅助信道状态反馈和动态优化。通过AI的加持,终端能够更加智能地实时探测信道状态并上报给基站,基站在下行调度时也能够根据终端汇报的信道状态,更加及时地为终端选择更合适的调制方式、更好的时频资源等。AI能力的引入,使信道状态的预测和反馈更加精准,基站也能够更好地进行动态优化,从而帮助提升吞吐量和其它关键性能指标。

骁龙X70还支持全球首个AI辅助毫米波波束管理。毫米波在发射和接收信号时采用的是天线阵列,并通过与波束成形技术的结合获得高增益的定向波束。通过在毫米波波束管理中引入AI,能够为波束成形技术做加持,尤其是在移动场景下做出预测,或在复杂环境下优化毫米波波束聚焦和方向,这样能够增强终端与基站之间的无线信号联系,在提升信噪比的同时降低发射功率并提高能效。

AI辅助网络选择也是骁龙X70的一大亮点。在实际部署中,运营商面临的网络环境是十分复杂的,尤其是中国运营商,拥有5G/4G/3G/2G多种工作频率以及不同的网络制式,而复杂的网络环境会影响网络的灵活性和安全性。通过AI技术对网络模式做出智能识别和监测,能够帮助预测和规避某些掉线或有风险的连接状态,从而实现更出色的移动性和链路稳健性。

2、5G能量,即将爆发

速率是一款5G调制解调器性能最直观的展示,也是移动通信技术持续升级的关键所在,而灵活性能够在很大程度上决定5G应用的广度。

5G商用之初,其复杂度就已经面临前所未有的挑战,全球已经有超过10000个频段组合。这一方面是5G特性带来的,另一方与不同地区的移动通信技术发展历史息息相关。因此,只有很好地支持全球5G,才能更好推动5G的普及。

众人皆知,高通的调制解调器及射频系统对全球运营商网络有更好更全面的支持。骁龙X70也延续了一贯的灵活性优势,支持全球所有5G商用频段(从600MHz到41GHz),为终端厂商设计满足全球运营商要求的终端提供极大灵活性。

另外,骁龙X70还支持毫米波单独组网,使得移动网络运营商(MNO)和服务提供商可以无需使用Sub-6GHz频谱就可部署固定无线接入和企业5G网络。

骁龙5G调制解调器及射频解决方案对全球网络的支持让高通能够与全球范围内的运营商建立广泛合作,而技术的领先性,让高通在5G商用之前就可以与运营商和OEM合作提前测试和布局,持续更新迭代的产品,也能帮助合作伙伴推出满足业界需求且领先的产品。

在这个过程中,高通的5G生态圈不断扩大,已经和合作伙伴一起将5G推向了工业互联网、智能采矿、智慧城市、车联网、智慧农业、智慧医疗等众多领域。截至去年的数据显示,高通在全球多个物联网细分市场去年就拥有超过13000家客户。

3GPP Rel-16标准对超可靠低时延通信(URLLC)做了全球统一的标准支持,为工业5G时代拉开了大幕。国内某大型汽车配件制造商通过使用搭载了骁龙X55的CPE就很好的体现了5G对于工业互联网的重要意义,通过部署内置骁龙X55的5G工业CPE作为无线组网的关键主节点和子节点(强AP), 汽车配件制造商实现了对“有线+WiFi”网络的整体替代和低成本改造。

在5G的另一个被看好的应用领域——车联网,高通的合作伙伴也早已推出了内置高通骁龙汽车5G平台的车规级模组,支持多家Tier 1供应商开发5G+C-V2X T-Box,满足汽车在智能网联、自动驾驶、安全等方面不断提高的要求。

目前,全球已有超过1.5亿辆汽车搭载了高通的汽车解决方案,涵盖车载网联和蜂窝车联网(C-V2X)、数字座舱、先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶、车对云服务四大领域。

截止至去年,已经有超过1000款采用高通5G解决方案的终端已经发布或正在设计中,覆盖智能手机、5G模组、移动热点、CPE、PC、扩展现实(XR)设备、汽车、无人机、机器人等领域。

随着5G手机设计复杂性不断提升,用户对性能的追求不断提高,高通系统级解决方案的优势也更加凸显。无论是从功能特性还是产品商用角度,高通的产品组合在5G半导体市场上都更具领先优势。

文章来源: 雷锋网,芯智讯

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