• 宝能汽车网

积淀、创新、清障:毫米波加持下的5G手机方有超级体验

文章来源:宝能汽车网更新日期:2021-01-06 11:42编辑作者:admin

2020年已经过去,虽然受到疫情的影响,但全球和中国发展5G的步伐丝毫未减。以中国为例,截至目前,中国建成的5G的基站已经达71.8万个,5G的终端1.8亿部以上,其中,5G手机出货量连续数月占手机出货量60%以上,1-11月,中国市场5G手机累计出货量1.44亿部。

当业内慨叹5G智能手机在通信、视频、拍照、语音、游戏等功能及相关丰富的应用带来的超级体验之时,是否知道,这背后是相关厂商技术长期的积累和通过创新不断演化的结果?

众所周知,通信是终端的基础,简单回望通信技术的发展,蜂窝网络是模拟的,而蓬勃发展的计算机世界是数字的。为了让手机产业蓬勃发展并成为大众技术,它必须找到一条通往数字世界的道路。但在当时,没有多少人预见到刚刚起步的蜂窝技术会与计算机行业融合,创造出今天的数字世界。几乎没有人探索过将数字通信作为移动电话的可行解决方案,而高通敏锐地洞察到这一未来的趋势,将自己在开发卫星系统数字通信方面的创新和经验应用于移动电话,这就是被誉为未来移动通信基石的CDMA。

不过,当时整个市场对CDMA都没有抱太大期待,技术不行、开发时间长、成本高是业内人士对这一技术的最初印象。但高通并没有放弃,为此开发了解决方案来克服这些和其他挑战,如快速功率控制,软切换和使用GPS的通用导航信号创新技术,并开发了一个演示系统,告诉业界怎么用CDMA技术解决当时普遍存在的一些问题。演示结果证明,CDMA技术是非常有效的。与原来的模拟信号相比,在同样的频谱资源下,CDMA能支持的用户数可以达到10到20倍,而TDMA只有模拟信号的3倍。这里,高通用创新证明,CDMA更适合作为未来通讯技术的基石。

无独有偶,进入当下的5G时代,5G网络需要支持各种各样的5G联网设备和应用,这其中充满了复杂的应用场景,也需要在各种各样的频谱频段上进行不同类型的部署,包括毫米波高频段和6GHz以下的中频段。由于技术复杂、成本高昂,与当初的CDMA类似,业界也曾一度认为毫米波无法用于移动通信领域。

然而,高通认为毫米波对于实现5G的潜力至关重要,类似于其早期对CDMA的坚定信念,面对误解与挑战,高通依然选择用强大的技术实力克服,证明5G毫米波技术同样是可以被广泛应用于移动通信领域的。

例如针对过去毫米波覆盖范围有限且成本高昂,高通全新的共址技术可以克服路径损耗的问题,实现覆盖范围显著提升。同时,利用路径分集和反射,高通公司还实现了毫米波的非视距传输。此外,高通公司还与其他合作伙伴一道,攻克了毫米波在小尺寸设备中的应用问题,目前已经支持稳健的毫米波移动性,而支持毫米波技术的智能手机产品也已经开始了正式商用。现如今,整个行业都能够用到毫米波,不断发挥其大容量、高速度和低时延的优势。

图片1.png

例如在速度方面,根据Ookla的数据,搭载骁龙调制解调器及射频系统的终端,在毫米波技术的加持下,可以实现平均900Mbps的下行速率,是Sub-6GHz产品的4倍,而峰值下行速率更是可以达到2Gbps。

需要说明的是,高通不仅提供毫米波硬件,也为该技术提供系统设计支持。为了帮助合作伙伴推出更多的高质量毫米波产品,高通推出了先进的5G毫米波OTA测试网络,该网络符合3GPP标准,应用场景和范围也十分完善。

截至目前,全球已有超过120家运营商对毫米波进行了投资,将其引入5G部署——这说明整个移动行业不仅对毫米波的表示认可,还正在加速部署毫米波。

具体到中国,去年10月,高通和中兴通讯实现了中国首个基于智能手机的5G毫米波互操作性测试。今年9月,高通在中国信通院MTNet实验室率先完成了基于3GPP Rel-16 MIMO OTA测试方法的毫米波性能测试。此外,高通公司也是首家参与并通过全部10项26GHz 5G毫米波射频测试的芯片厂商。

在去年12月28日工信部召开的2021年全国工业和信息化工作会议上,工信部部长肖亚庆对于工信部将适时发布部分频段5G毫米波频率规划的表态,则预示着中国5G毫米波的商业部署已经开始起步。

提及商业部署,鉴于毫米波拥有频率资源丰富/带宽极大、易与波束赋形技术结合、可实现极低时延、可支持密集化部署、可进行高精度定位、集成度高等独特的技术优势,在2022 年北京冬奥会上,5G毫米波有望大放异彩,例如多机位、多视角的拍摄从而达到全景体验的应用,运动员便携摄像的回传,5G背包等,进而为观众、媒体转播者、赛事组织者和运动员/裁判员等提供优质的观赛体验和完备的服务保障。

至此,高通再次用创新和事实打破了某些业内机构和人士对于毫米波在5G时代无用论的质疑。

提及赋能终端,自然芯片首当其冲。同样是高通,其芯片研发实力一直有目共睹。与其他厂商不同,从2000年开始,高通就开始在自己的多媒体芯片中集成了GPS。之后,高通尝试在同一个芯片中集成更多的功能。

其中2000年集成音频、蓝牙和GPS功能等;2002年集成视频和相机功能;2004年集成相机、视频和图形硬件……直至今天DSP、GPU、千兆级LTE和ISP等诸多单元的集成,这样高集成度带来的震撼是以往无法想象的。

基于此,高通为业内带来了更低芯片成本、更少组件、更小电路板空间,得以让终端实现更精致的外形和更快的产品上市时间。其中高通Snapdragon (骁龙)品牌处理器目前已经是高性能手机的代名词,尤其是其高端的8系列,更是每年安卓旗舰的必备之选,而每一代骁龙都具有业内领先的创新和带来更佳的移动体验。

图片2.png

例如,骁龙810引入64位CPU和4K显示功能;骁龙820大幅升级GPU性能,在位置服务中增加支持伽利略导航和传感器功率岛;骁龙835引入首款1 Gbps LTE调制解调器;骁龙845引入降噪更佳的全新摄像头架构,还支持先进的60GHz 802.11ad Wi-Fi;骁龙855中集成首个计算机视觉引擎、首个AI硬件引擎和安全处理器;骁龙865配备X55调制解调器,支持高达7.5 Gbps的峰值速率、2亿像素拍摄、8K视频和XR增强特性。而高通不久前刚刚发布的骁龙888更是集成5G调制解调器、三个ISP和多项AI升级,大幅提升了终端性能和体验。

图片3.png

图片4.png

从上述高通芯片集成发展,尤其是骁龙系列的迭代,让人们看到了高通在摩尔定律驱动下集成的创新实力及由此带来的智能终端用户体验的持续提升。

不可否认,在新的时代,5G和AI将激发创新浪潮。对于高通来说,AI和5G是高度相关的,同时它们的并行发展也将激发诸多产品创新,让更多终端智能互连。

5G方面,高通一直致力于推进5G技术的演进。2020年5G手机出货量预计将达到2亿部。这些5G技术部署均基于Rel-15版本进行。

接下来通过Rel-16,5G将扩展至垂直行业,最为典型的例子就是汽车行业。5G V2X(车联网)技术正在赋能ADAS(先进驾驶辅助系统)和其它自动驾驶技术,这将带来更加安全高效的驾驶体验。关于5G的演进,Rel-17目前仅处于初始阶段,未来将赋能更多全新服务,充分利用全新频谱资源。

目前,高通是唯一能够支持运营商和手机厂商优化频谱利用率的“全球化”芯片组解决方案提供商。高通能够帮助客户提高5G容量和覆盖范围,涵盖对低频(2GHz以下)、中频(2GHz到6GHz)到毫米波(24GHz到39GHz)的支持。

为此,Counterpoint Research预计,2020年高通的5G应用处理器销量将领先市场,是其最接近的竞争对手的两倍。而截止目前,已有·超过700款采用高通骁龙5G解决方案的5G终端已经发布或正在开发中,不仅包括智能手机,还有移动热点、支持移动宽带的CPE以及5G PC。

AI方面,高通一直在人工智能领域持续研发投入,其最早可以追溯到2007年启动的首个AI项目,在2018年宣布成立了Qualcomm AI Research,在公司范围内开展的全部前沿AI研究,并进行跨各职能部门的协作式强化整合,希望将终端侧智能拓展至更多全新行业。

图片5.png

以骁龙系列芯片为例,从第一代AI平台骁龙820,到今年最新的骁龙888,高通的AI 引擎已经发展到了第6 代,其核心Hexagon 780 处理器的架构相比于以往有了很大的改变,效率得到了极大升,性能达到了惊人的每秒26 万亿次运算(26 TOPS)。重要的是,当这些AI 性能用在影像拍摄、语音助手、游戏、网络连接领域的时候,便能提供更智能、更便捷的用户体验。

与这个第6 代AI 引擎配套的还有第2 代高通传感器中枢,得益于专用的低功耗AI 处理器,它能感知用户的情境,结合来自5G、Wi-Fi 和蓝牙的新增数据,就能够做到屏幕唤醒、抬手亮屏、用户活动识别和语音事件检测等功能。

而在高通的愿景中,随着5G 的铺开,AI的下一站,将会去往虚拟现实VR、增强现实AR 与混合现实MR 的总集——扩展现实XR。不同于目前价格高昂的VR、AR 设备,高通XR 将是每个人触手可及的,而在这份“触手可及”当中,由高通AI 驱动的XR,通过8K 360 度全景视频与充沛的3D 音频,为用户构造毫无妥协的真实感。

技术的演进是永不间断的从0到1的创新过程,回顾上世纪80年代到现在,移动通信技术经过了1G、2G的模拟移动通信,到现在的3G、4G数字移动通信,基本上是每十年左右移动技术就有一次升级换代,保持了十年一“G”(十年一代)的速度和节奏。而高通在几代移动技术从研发到商用之间,提前很长时间就进行研发,经历了很长的时间跨度。比如4G,其商用时间是2009年,而高通最早的4G基础性研发始于1998年。同样,当下的5G,高通早期的研发始于2006年。正是这种对于前瞻性研发的专注、坚持和积跬步式的积淀,尤其是遭遇挫折之时的笃定和坚守,让高通成为持续赋能移动通信产业不可或缺的中坚,这对于当下我们大力倡导的自主创新无疑启示良多。