高通在3G/LTE的大會上公布了全新升級的X12 LTE調制解調器,它將會率先集成在高通驍龍820的芯片上。當然,X12 LTE Modem也能作為分離式芯片組推出,這意味著即使不采用高通驍龍芯片,它也能與其他SoC進行搭配使用。無線連接能力一直是高通的強項,這次亮相的最新X12 Modem,亮點在于其支持更高的LTE-A速度,下行達到Cat 12級別,上行更是Cat 13。對比市場上的其他競爭對手,華為麒麟最高LTE連接速度是Cat 10,聯發科為Cat 6,在商用這條道路上,高通顯然對于LTE有更強大的控制力。
連接能力解析
X12 Modem的連接能力包括LTE、WiFi和LTE和WiFi的融合,其擁有3個明顯的特征:支持LTE-A,下行支持Cat.12,最高速度600Mbps,上行支持Cat.13,最高速度150Mbps;LTE-U與LWA的支持,其是第一款支持非授權頻譜連接融合的芯片,能夠支持2x2的MU-MIMO與802.11ad技術;支持WiFi和LTE的高清語音和視頻通話,無縫在WiFi、2G、3G、LTE之間切換。
基于載波聚合的4G網絡便是運營商重點推廣的4G+網絡,通過載波聚合技術,在同樣的信道里可以傳輸更多的數據。
LTE Cat 12速度
全新的X12 LTE調制解調器,支持Cat 12 、Cat 13層級標準,理論上支持下行600Mbps、上行150Mbps。與前代產品相比,下載和上傳速度分別提高了33%和200%。X12 LTE Modem能夠作為分離式芯片組推出,通過下行三載波聚合(3x20MHz)和256-QAM(一種信號調制技術),實現高達600 Mbps的下載峰值速度;通過上行的雙載波聚合和64-QAM,實現高達150 Mbps的上傳峰值速度。
通過載波聚合,下行可以實現三載波聚合,上行可以實現雙載波聚合。運營商能夠使用更多的頻譜,因為全球范圍內,運營商所獲得的頻譜并不會是連續的,所以載波技術可以把這些分散的頻譜資源整合,以擴充LTE的容量,提高速度。此外,通過4x4 MIMO和UDC和QAM等技術手段,運營商也能進一步壓榨單一頻譜的性能,這種新的調制方式在單一信道上,能夠讓數據傳輸速度更快,適合LTE數據密度需求很大的運營商采用。
簡單來說,載波聚合便是多頻譜的組合,而4x4 MIMO、UDC、QAM則是單一信道上的調制方式,同樣也能提升網絡容量。往下我們會對4x4 MIMO和UDC進行講解。
以下為高通LTE Modem各層級信息表格:
驍龍820是首款支持LTE 4x4多輸入多輸出(MIMO)技術的處理器,能夠實現單LTE載波的容量提升,同時在上行方面加入上行數據壓縮(UDC)技術,大大減少上傳時延和提高網頁加載速度等。
三頻MU-MIMO
X12 Modem另外一個特征便是其WiFi連接能力,它包括了三頻的MU-MIMO,具體說來便是擁有802.11ac和802.11ad的WiFi連接能力,能夠工作在三頻上,包括2.4GHz、5GHz和60GHz。通過2x2 802.11ac和MU-MIMO技術,速度可以實現50%的提升,而2x2 80MHz的11ac峰值到達867Mbps,而11ad的峰值速度能夠達到4.6Gbps。
11ad由于工作在60GHz的高頻段,因此適合較近距離的無線連接分享,如4K視頻串流、點對點大型文件分享。因應環境的變化,系統會自動向下切換到穿透力較強的5GHz或者2.4GHz頻段的11ac進行連接,這當中的切換是無縫的,用戶并沒有強烈的感覺。當然,MU-MIMO便是多用戶多進多出的協議,它能夠連接不同的熱點和在熱點上連接不同的終端,充分保證天線能夠被充分利用。當然除了ac和ac,其還會向下兼容11n/b/g,確保信號的廣覆蓋。
LTE與WiFi融合
驍龍820處理器擁有先進的融合技術,包括LTE與Wi-Fi間融合、授權頻譜與非授權頻譜間融合,如LTE-U與LWA,這些都能大大提高WiFi的利用效率。
LTE與WiFi的融合其實并不是什么特別遙遠的技術,其核心便是要解決一個網絡容量和切換的問題。LTE和WiFi的技術在以往發展,實際是兩條不同的技術路線,不過它們的落腳點卻總是相同的,那便是為用戶提供更佳體驗的連接。以切換功能為例,語音通話究竟是通過LTE還是WiFi,消費者實際并不關注,當然他們也不需要了解,他們只要求最優質的通話質量。既然LTE與WiFi是并不相同,因此它的融合當然會有技術門檻,而X12 Modem的融合能力便是解決兩種技術的互操作和互切換,提高用戶的體驗。
現在大部分的語音通話依然通過2G\3G,而LTE的通話便是我們所說的VoLTE,這對于4G網絡的覆蓋要求很高,這也是從模擬語音直接過渡到數據網絡IP端對端的語音變化。LTE與WiFi的融合是未來的發展趨勢,它重點依然是解決網絡容量。高通X12 Modem優化了網絡認知和切換的功能,用戶使用的時候,語音和數據更加無縫和更加方便地在LTE和WiFi網絡之間切換,并不需要用戶手動操作,當然這種切換也會是無聲無息。
以北美地區的運營商做例子,他們正在部署VoLTE和視頻通話。只要在Wi-Fi接入的地方,運營商會將視頻通話的流量推向Wi-Fi,因為視頻通話非常地占用頻段資源;在有LTE的地方,設備會自動選擇支持VoLTE通話還是Wi-Fi網絡,主要依據它們各自的網絡信號、擁擠程度、信道質量等等。
如果大樓中沒有LTE網絡,只有Wi-Fi,那么它們必須要保證這個原來在VoLTE上完成的通話也能順利切換到WiFi網絡當中。當中的關鍵便是VoLTE與WiFi的無縫轉換,相信很多人都遇到過這樣的情況,當你拿電腦或者是拿一個無線的設備進行視頻通話,無論是從Wi-Fi網絡轉到蜂窩網絡,還是從蜂窩網絡轉到Wi-Fi網絡,中間都會出現掉線的情況,而X12 Modem便是需要把這種切換的干擾做到最低,令用戶察覺不了。
UDC壓縮
X12 Modem對于上行的需求開發了一個新功能,能提高上行的速度,那便是上行鏈路數據壓縮(Uplink Data Compression),簡稱UDC。這個技術適用于降低上行延遲和數據量的數據,最常見的便是網頁瀏覽。在大部分的時間里面,我們都認為瀏覽網頁的數據是下行,不過實際上這是一系列任務同時并發的操作,上行和下行也需要。
我們在瀏覽網頁的時候,其對數據延遲是非常敏感的。當網絡中的延遲和等待時間增加,數據便會被服務器退回來,而通過UDC上行鏈路數據壓縮,能夠壓縮所有的數據。當我們在下載網頁的時候,大概會有10-15個任務并發,假如當中有一個連接很慢,為了確保數據完整傳達,當中的傳輸便會停滯。通過對數據的處理壓縮,多個任務的并發也能提高傳輸效率,確保數據完整傳達,減少延遲。
天線技術
閉環天線調諧器,可在實際網絡條件下動態地優化射頻性能,能減少通話掉線、提高小區邊緣能力等。而4x4 MIMO也是重點需要留意的技術,因為現在運營商手上可用的頻譜資源比較少,所以他們必須要確保在有限的資源里面能夠擠壓出更多的空間,從而確保用戶體驗的最大化。4×4 MIMO是在一個無線電信道里設置4個空間流,因而可以實現目前2x2天線配置吞吐量的翻倍。
面對越來越復雜的無線連接,其能夠令LTE、Wi-Fi之間的多種天線共享,這樣不但可以設計出支持LTE-U、4x4 LTE MIMO和雙頻Wi-Fi等技術的終端,同時能令廠商的天線設計難度降低,對于手機等終端的外觀設計是有幫助的,尤其是金屬材質的手機。
集成在驍龍820
高通X12 Modem會率先集成在驍龍820旗艦芯片上面,關于高通驍龍820我們已經了解比較多,包括其CPU、GPU、Spctua ISP、藍牙等。集成了Adreno 530 GPU、Hexagon 680 DSP、智能保護安全技術,當然最重要的是,高通驍龍820終于回歸到定制架構的路上,在Krait架構后,高通820搭載自家首款定制的64位Kyro CPU架構內核,主頻可達2.2GHz,性能是驍龍810的兩倍,采用14nm FinFET制作工藝。在定制架構下,高通著力提高單核的處理能力,其會是一個四核的結構。