有1Gbps下載還不夠 看驍龍X16 LTE調制解調器如何殺死有線連接

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在2016年初高通(Quaclcomm)發佈了首款驍龍X16 LTE 調制解調器,它將下行速度從當時最高的600Mpbs提高到 1Gbps大關,超過一般家庭入戶光纖下載速度,到了最新的驍龍835中高通將該技術整合到SoC之中,達成手機SoC 1Gbps下行速度成就,那高通如何率先業界達成1Gbps下行速度呢?

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1Gbps三部曲

獨立的驍龍X16 LTE調制解調器集成於採用了10nm工藝的驍龍835平臺,搭配Qualcomm射頻收發器WTR5975下,最高能實現1Gbps下行速度以及150Mbps上行速度,達到了LTE Cat 13/16標準,實現如此高帶寬離不開三部曲。

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第一部曲是天線。相比驍龍820的3×20 MHz CA(Carrier Aggregation,載波聚合),驍龍X16 LTE調制解調器大幅度增加了天線規模與複雜度,採用了支持4×20MHz CA的2個4×4 MIMO + 2個2×2 MIMO。在傳輸下行數據時,2個4×4 MIMO提供8個串流、其中1個2×2 MIMO提供2個串流,60MHz頻寬即可實現10條串流,假若在所有載波採用FDD制式時,每個串流帶寬為100Mbps,總帶寬1Gbps。

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假若所有4×4 MIMO載波均為TDD,也能實現600Mps帶寬,再加上2×2 MIMO載波(FDD制式)提供的200Mbps,總帶寬也有800Mbps。

驍龍X16 LTE調制解調器單串流實現100Mbps高帶寬離不開256-QAM高級調製方式支持,此是第二部曲。QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度調製)是一種在兩個正交載波上進行幅度調製的調製方式,通常兩個載波相位差為90°的正弦波,與AM(Amplitude Modulation,幅度調製)相比,QAM頻譜利用率提高了1倍。

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與其它調製方式相似,QAM發射信號集可以用星座圖方便地表示,星座圖上每一個星座點對應發射信號集中的一個信號,星座點越多效率越高,但干擾也越多,實現難度更大。例如具有64個星座點的64-QAM信號,每個星座點表示一種矢量狀態,64-QAM有64態,每6位二進制數規定了64態中的一態,64-QAM中規定了64種載波與相位組合,64-QAM的每個符號和週期傳送6bit,我們簡單將其簡單理解為每“字節”(byte)精度為6bits。當提高到256-QAM後,每“字節”精度從6bits提高到8bits,信息量增加了33%,再加上高通算法優化,才實現了每個FDD串流100Mbps帶寬。

無線電資源是非常有限的,而且還劃分成授權於非授權兩種,調制解調器沒法調用非授權頻道,幾乎無法實現10條串流。最後一部曲LTE-U與LAA正是讓驍龍X16 LTE調制解調器可以“挪用”非授權頻道,其中LTE-U是採用CAST(Carrier-Sensing Adaptive Transmission ,載波偵聽自適應傳輸)機制,在非授權頻段進行間接性連接;LAA採用LBT(Listen Before Talk,先偵聽後傳輸)機制,連接時它會先對非授權頻道進行偵聽,確認無其它設備佔用時才會連接,連接更為可靠、穩定。

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