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一颗芯片如何支持5G全网通?

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发表于 2019-4-30 14:01:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
5G商业成功,终端成熟是关键。

5G早期的主要业务依然是移动宽带,5G手机的成熟度与普及度不仅决定了5G商用规模,且能帮助运营商快速收回投资成本,进而更上一层楼拥抱万物智联时代。

反之,如果早期推出的5G手机不成熟,用户怨声一片,必然会影响5G招牌。

4G时代是前车之鉴。2011年,美国运营商Verizon推出首款搭载LTE网络的4G手机,可这款手机又厚又慢又热还超耗电,结果被业界评为“有史以来最糟糕的手机”。而这家曾经与苹果平起平坐,被认为是“Android 手机王者”的手机厂商,由于后来的种种原因,已沦落到被人遗忘。

那么,什么样的5G手机才是成熟的,简而言之,4G有的我要有,4G没有的我更要有。

在功能上,要在4G手机基础上新增5G功能;在性能和体验上,要比4G手机更好。唯有这样的5G手机,消费者才愿意花钱购买。

但想要消费者掏腰包,并不容易。复杂性是5G时代最头疼的问题,2G/3G/4G/5G共存让网络复杂到无以复加,而一部小小的手机要连接如此复杂的网络,肯定就更头疼了。

要克服新的挑战,作为手机联接网络的核心部件,5G手机芯片能力自然是关键。

一颗小小的芯片将如何支持5G全网通手机?

4月16日,在深圳举办的第16届全球分析师大会现场,华为Fellow艾伟发表了“World's First 5G Chipset Fits All Networks”主题演讲,分享了华为5G全网通的最新进展,以及在巴龙和凌霄加持下如何实现无处不在的5G联接。
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5G加速到来

艾伟在演讲中表示,5G时代标准、网络和终端芯片的发展节奏趋于同步,与2G向3G演进、3G向4G演进时代不同,5G产业节奏更快。

3G时代,1999年12月首版UMTS标准R99冻结,2002年首张UMTS网络推出,直到2004年首部支持3G的手机才上市。

4G时代,2008年3月首版LTE标准R8冻结,2009年首张LTE网络推出,到2011年首部支持4G的手机上市。

而进入5G时代,在2018年6月首版5G标准R15冻结后,不到一年内,已有5G网络和终端芯片推出。

5G手机量产将加速到来,预计5G手机用户达到十亿的水平只需要五年时间。

5G产业链加速将给运营商带来更快的投资回报,保证收入来源,从而为下一步5G改变社会打下基础。

但是,产业节奏加快的同时,要推出一款真正成熟的手机,保证用户体验不降反升,手机芯片需要克服诸多挑战。

克服挑战

5G芯片主要要克服频谱、网络构架、上行覆盖和双卡功能四大方面的挑战。

频谱

现在的4G全网通手机支持2G/3G/4G多制式多网络共计达20多个频段,而5G手机不但要支持2G/3G/4G,还要支持5G NR从600MHz到28GHz更广、更高的频段范围。

5G时代运营商拿到频谱组合是不一样的,有些运营商用TDD来建,有些运营商用FDD来建,有些运营商用Sub-6GHz,有些运营商用毫米波,手机里融合这么多射频需求,这带来了巨大的射频前端复杂度。相对4G,在很多指标方面,5G的复杂度是4G的多倍。

更多的射频前端部件、更多的天线,要容纳进手机有限的空间里,还要保证高性能的射频功能和控制发射功率,这对芯片带来了新的挑战。
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为应对5G新频段带来的射频技术挑战,巴龙5000采用更高集成度的射频前端模组;结合整机ID形态进行创新,预留更大空间并创新设计智能天线控制方案;推动高频器件加工工艺、测试方法等环节,加速产业成熟。探索精准的高频应用场景,采用全新5G RFIC平台架构和宽带降功耗技术,解决5G射频痛点,实现更加稳定的极速联接。

网络构架

众所周知,5G组网有NSA和SA两种组网方式,有些运营商选择先采用NSA组网再演进到SA,有些运营商选择直接采用SA模式,这意味着,5G手机最好一开始就能支持NSA和SA两种模式,让用户在运营商升级到SA后直接享受SA的服务。
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鉴于此,巴龙5000全球率先同时支持SA和NSA组网方式,当5G网络向SA组网方式迁移时,搭载巴龙5000的终端只需进行运营商软件升级即可使用SA组网的5G网络,有效保障存量终端的用户利益。

上行覆盖

基站的发射功率可以高达几十瓦,而手机的发射功率仅在瓦级别,两者之间的差距导致基站与手机之间的上下行覆盖距离存在差异,手机到基站的上行覆盖距离是短板。

5G频段更高,频段越高,无线信号的覆盖距离越小,这又导致了这个上行覆盖短板越来越长。为了弥补这个短板,华为巴龙5000基于高效的PA设计支持HPUE,将上行发射功率提升3dB,实现更好的上行覆盖。
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这看起来是一个简单的需求,但并不是每一家都能做到的。

双卡功能

目前超过70%的手机都是双卡的,5G手机一出来,也要满足这一传统需求。巴龙5000支持双卡5G功能,满足双卡用户对于5G体验的需求。
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简而言之,巴龙5000是一个全新的终端Modem架构,单芯片支持2G/3G/4G/5G多种网络制式,支持所有频谱,支持多天线,包括在Sub 1G下的2天线、Sub 6G上的4天线和毫米波上的更多天线,支持5G双通道载波聚合,也支持5G和4G、不同频谱之间一起联合工作,还支持基本的网络构架和双卡功能。
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基于全新的构架设计,巴龙5000可实现业界标杆5G峰值下载速率,在Sub-6GHz频段最快达到4.6Gbps,在毫米波频段最快达到6.5Gbps,叠加LTE双连接最快达7.5Gbps,是4G LTE体验速率的10倍。

华为表示,当搭载巴龙5000的5G手机一上市,该有的需求都必须满足,保证用户在换机时不会有任何体验上的损失,只会增强。

此外,基于全网通联接能力,巴龙5000联合产业界合作伙伴开展了一系列5G业务验证,其中包括中国移动、中国电信、中国联通、安立公司、是德科技、罗德与施瓦茨公司等多个运营商、测试厂商、设备厂商,同时也与多家网络设备商做了互操作测试,以充分验证巴龙5000的商用能力,以加速推进5G产业发展,领航5G时代。
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打造无处不在的联接体验

5G时代,5G与Wi-Fi将形成互补,为用户提供室内外无缝的高速联接体验。为此,华为还推出了凌霄系列芯片以实现家庭千兆Wi-Fi无死角覆盖。

凌霄系列提供完整的套片,包括电力猫、路由与计算、WiFi、IoT WiFi等产品芯片,覆盖家庭网络的所有节点。
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其中,凌霄电力猫芯片支持创新研发的PLC Turbo技术,硬件上将传统电力猫基于“火零”两线数据传输升级到“火零地”三线数据传输,软件上通过凌霄芯片的底层算法优化,来大幅降低电器产生的噪声干扰,解决了Wi-Fi信号穿墙难题,实现了组网性能翻倍提升;凌霄WiFi芯片支持端管协同,与麒麟WiFi配套芯片Hi1103形成一条低时延、高吞吐稳定传输的“黄金管道”,带给用户稳定高速的家庭网络体验;凌霄路由处理器采用4核CPU,支持多种插件应用,内置5千兆处理能力的IPv6/v4硬件引擎,支持>100MB/s存储性能,支持1Gbps性能硬件安全防火墙,保障家庭网络的稳定性和安全性。

5G时代不但要保障移动业务体验,还要保障家庭宽带高速无缝体验,以适应视频业务向高清化、大屏化、多屏化和多点化趋势发展,最终实现从联接人、联接家庭到构建万物互联的智能世界,而华为芯片作为ICT产业最核心的底层基础设施,正迈出稳抓稳打的步伐,走向新时代。

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