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4纳米高通骁龙X65登场,开启10Gbps 5G时代

时间:2021-02-09 作者:邵乐峰 阅读:
高通骁龙X65是全球首个支持10Gbps 5G速率和首个符合3GPP Release 16规范的调制解调器及射频系统,目前正在向终端厂商出样,采用该全新系统的商用终端预计于2021年推出。
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在前三代5G调制解调器及射频系统骁龙X50/X55/X60基础之上,高通今日正式推出第4代5G调制解调器到天线的解决方案骁龙X65。这也是全球首个支持10Gbps 5G速率和首个符合3GPP Release 16规范的调制解调器及射频系统,目前正在向终端厂商出样,采用该全新系统的商用终端预计于2021年推出。

全球5G部署方兴未艾

根据高通技术公司业务拓展高级总监南明凯博士的分享,尽管受到疫情的影响,但5G在全球加速部署的趋势并未停止。数据显示,目前,全球已有140家运营商在59个国家及地区推出了5G商用网络,412家运营商在131个国家及地区进行了5G投资。值得一提的是,超过40家运营商正在提供5G固定无线接入或家庭宽带服务,以充分发挥5G高带宽的特性。

从终端的角度来看,目前已经有335款5G终端商用上市,相比2020年9月增加了51%。其中,233款5G智能手机已经商用,相比去年9月增加了55%,而在2021年,全球5G手机出货量预计将达到4.5-5.5亿部。

从模式和频段来看,无论是NSA(非独立组网)和SA(独立组网),还是Sub-6GHz和毫米波频段,都在全球得到了部署。而无论从部署速度,还是基站数量、整体规模来看,目前中国都位列全球第一。

众所周知,5G包含三大应用场景:增强型移动宽带(eMBB),超可靠低时延通信(uRLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)。从5G规范来讲,目前业界主推的还是eMBB场景,但Sub-6GHz只能将带宽提高到千兆级,如果要将带宽提升至万兆级(也就是10Gbps以上),需要毫米波频段才能实现。从目前的部署情况来看,高通方面预计2021年毫米波将在全球几大地区实现一定规模的商用部署。尽管在中国的商用时间可能会稍微晚些,但从信通院所进行的毫米波测试规模来看,与海外预商用规模是相当的。

进入万兆级带宽时代

在X65正式登场之前,先简单回顾一下前三代骁龙5G调制解调器的核心特点:

X50,2017年推出,10纳米制程工艺,支持6GHz以下及毫米波、NSA、TDD和多SIM卡;X55,2019年推出,7纳米工艺制造,支持5G PowerSave、Smart Transmit、宽带包络追踪以及Signal Boost等诸多先进技术,具备高达7.5Gbp的峰值速率;X60,2020年推出,5nm工艺制造,支持毫米波和6GHz以下的FDD和TDD频段,能够实现最高达7.5Gbps/3Gbps的下载/上传速度。

“自从首个调制解调器及射频系统商用以来,骁龙X65堪称高通在5G解决方案上的最大飞跃。”南明凯博士表示,目前全球已有超过800款采用高通骁龙5G调制解调器及射频系统的终端已经发布或正在设计中,X65今后将不仅支持新一代顶级智能手机,还会将支持5G扩展至PC、移动热点、工业物联网、固定无线接入和5G企业专网等更多细分领域,在为普通消费者带来出色的数据传输速率、网络覆盖、通话质量和全天电池续航体验的同时,还能够通过赋能广泛的垂直行业来支持整个社会的数字化转型。

X65的关键创新点包括许多方面,但以下几点尤其值得关注:

  • 可升级架构。骁龙X65采用可升级架构并通过软件更新,支持跨5G各细分市场进行增强、扩展和定制,支持即将推出的全新特性、功能,以及3GPP Release 16新特性的快速部署。随着5G扩展至计算、工业物联网和固定无线接入等全新垂直行业,这一特点十分重要。
  • 骁龙X65能够实现10Gbps传输速率的前提,是其支持的多项技术,包括高通Smart Transmit 2.0、高通AI辅助信号增强技术等,在速率、网络覆盖、连接可靠性这三者之间实现了最优平衡。
  • 卓越能效。最新的高通5G PowerSave 2.0,基于3GPP Release 16定义的全新节电技术,比如联网状态唤醒信号(Connected-Mode Wake-Up Signal),以及宽带包络追踪解决方案和4纳米制程工艺,为X65的卓越能效提供了技术保障。
  • 第4代高通545毫米波天线模组,旨在扩大移动毫米波的网络覆盖,提升能效。高通545毫米波天线模组搭配全新骁龙X65调制解调器及射频系统,支持比前代产品更高的发射功率,支持包括n259(41GHz)新频段在内的全球所有毫米波频段,同时保持与前代产品一样紧凑的占板面积。
  • 全球首创AI天线调谐技术,是将公司超过十年的开创性AI研发成果引入移动射频系统的第一步,为蜂窝技术性能和能效带来重大提升。例如,与前代技术相比,通过AI实现对手部握持终端侦测准确率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。

与X65同步推出的,还包括面向主流移动宽带应用市场进行优化的调制解调器到天线的解决方案骁龙X62,可支持数千兆比特的下载速度。

持续深耕射频前端系统

众所周知,包括调制解调器和终端天线间众多射频组件在内的射频前端对设计高性能5G终端至关重要。与4G早期不到20个频段组合相比,5G有超过10000个频段组合,射频前端的复杂性显著增加。作为目前最大的射频供应商之一,射频前端系统是高通营收增速最快的领域。2020财年,高通实现了24亿美元的射频前端收入,同比增长60%。而与5G调制解调器同步推出最新射频前端方案与技术,似乎也成了每年发布会的惯例。

2020年,与X60同步推出的是ultraSAW滤波器技术,该技术能够实现将插入损耗提升整整1分贝(dB),在2.7GHz以下频段范围内可以提供比与之竞争的体声波(BAW)滤波器更高的性能。今年,主角变成了第7代高通宽带包络追踪器QET7100、高通AI辅助信号增强技术、以及全新集成式5G/4G功率放大器模组和双频分集模组。

根据高通技术公司产品市场资深经理李洋的介绍,与竞品的功率追踪技术相比,第7代高通宽带包络追踪器QET7100能够将能效提高30%。QET7100支持5G新频段的100MHz全带宽,还支持LTE,单个追踪器可通过支持多输出驱动多个5G和4G功率放大器,不仅支持终端厂商在不增加占板面积的情况下设计性能更高、外形更时尚的手机,还支持终端厂商灵活选择功率放大器。

在从4G演进到5G的过程中,不但上下行链路带宽高达100MHz/200MHz,频段从600MHz扩展到7GHz,而且还引入了载波聚合(CA)、4G/5G双连接(EN-DC)和UL-MIMO等全新技术,导致5G手机天线数量大增,设计难度也异常复杂。于是,为了帮助终端厂商应对上述难题,高通在最新的AI辅助信号增强技术中引入了AI支持的5G自适应天线调谐解决方案。

“高通是业界首家实现闭环天线管理的芯片平台公司。”李洋解释说,所谓闭环天线管理,就是指人们在日常使用手机时会不断触摸手机外壁,这会影响到天线的性能,而芯片平台可以通过动态侦测人的手部握持动作,判断手机使用方式对天线的影响,识别出应用场景,从而优化天线,使得天线在各个应用场景的性能都能达到最优。

下图呈现的是一张天线阻抗特性表,不同颜色的点对应不同的用户场景,每一个用户场景对于天线的影响并不一样,有的远,有的近,甚至有重叠。在李洋看来,虽然这种侦测是智能的,但缺点在于不同场景之间的切换并不连贯,中间会出现空白,或者有两个场景出现重叠,因此或多或少会产生误判。由于不同使用者的使用习惯不同,会导致天线一旦没有进入之前所定义的某个场景时,就会通过一些比较简单粗暴的算法,比如就近原则或概率原则等,强行将其划分到某个场景中。此时,天线性能没有达到最优状态,存在一定的误判率。

在引入AI辅助信号增强技术以后,通过把用户使用习惯等大数据提前或实时反馈给智能手机进行学习,再辅之以不断优化的算法,各个场景的定义会变得更加连贯。同时,不同场景之间的边界轮廓非常清楚,大幅增加了情境感知的判断能力,这让调制解调器更容易地识别出天线所处的状态,从而更有针对性的进行性能优化。

与前代解决方案相比,基于AI的侦测将情境感知准确性提高30%,带来更快数据速率、更广网络覆盖和更长电池续航。移动运营商可受益于射频性能提升带来的室内网络覆盖的改善,同时消费者可以享受拥有卓越电池续航、通话可靠性和质量,以及出色网络速度和网络覆盖,且外形更时尚的5G智能手机。

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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