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lte（千兆級LTE技術深度解析）
2016年2月，美國高通公司發(fā)布了驍龍X16千兆級LTE調制解調器，拉開了移動互聯(lián)網千兆級LTE時代的序幕。今年初，澳大利亞正式商用全球第一張千兆級LTE網絡，標志著這一技術步入實用階段。隨著各國運營商紛紛加快千兆級LTE網絡的測試和部署進程，很快我們就會在全球迎來新一代移動互聯(lián)網技術的普及。
什么是千兆級LTE？
圖1：從LTE到千兆級LTE的演進歷程
要了解千兆級LTE技術，首先我們要熟悉一下LTE技術的概念。LTE，全稱長期演進（Long Time Evolution），是由3GPP（The 3rd Generation Patnership Project，第三代合作伙伴計劃）組織制定的，關于UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng)）技術標準的長期進化方案，又稱4G（4th Generation，第四代移動通信）技術，是3G技術的后繼者。與3G通信技術相比，4G的最大進化就是數(shù)據傳輸帶寬大幅提升，由10Mbps級別提升到了100Mbps級別。4G網絡在全球的廣泛普及，|極大推動了移動互聯(lián)網行業(yè)的發(fā)展。
隨著4G網絡建設基本完畢，通信行業(yè)又將目光轉向了新一代通信技術，以進一步提升網絡帶寬、降低網絡延遲、擴大服務范圍。在這樣的需求下，4G LTE標準的主要貢獻者美國高通公司，又主導推動了千兆級LTE標準，又稱LTE A-Pro。
與4G LTE相比，千兆級LTE是前者的技術升級，仍屬于4G通信技術的范疇，但也是通向5G（第五代移動通信）技術的基石。千兆級LTE的最大特性，就是通信帶寬從100Mbps提升到了1Gbps甚至更高，達到了高速光纖寬帶的水平。
速度提升10倍！千兆級LTE如何實現(xiàn)Gbps超高帶寬作為LTE技術的升級方案，運營商遷移到千兆級LTE網絡需要做的工作不是太多，技術實用化的關鍵是用戶端的調制解調器技術升級。高通公司在2016年發(fā)布的驍龍X16 LTE調制解調器是業(yè)內第一顆支持千兆級LTE技術的調制解調器，同樣也是首款商用的千兆級調制解調器。2017年初發(fā)布的驍龍835移動平臺就集成了驍龍X16 LTE調制解調器，標志著千兆級LTE技術在用戶端正式實用化。
接下來，我們就以驍龍X16 LTE調制解調器為例，介紹千兆級LTE技術的關鍵特性和實現(xiàn)原理，它們分別是高級載波聚合、高階調制、高級MIMO、增強頻段接入和超低延遲。
高級載波聚合
圖2：高級載波聚合——最多5個20MHZ載波
所謂載波，就是通信網絡中用來傳輸數(shù)據的頻譜資源。例如，基站與終端使用一個700-710MHZ的頻段來傳輸數(shù)據，這就是一個10MHZ的載波。顯然，傳輸數(shù)據的頻譜越寬，帶寬也就越高。
但是可用于長距離通信的頻譜資源是有限的，加上抗干擾能力、功耗發(fā)熱等因素，網絡通信可用的頻譜并不多，且較為分散。在4G網絡中，常用的載波頻譜寬度只有20MHZ，這一數(shù)字短期是很難大幅提升的。
為了實現(xiàn)更高的數(shù)據傳輸帶寬，高通公司創(chuàng)新地引入了載波聚合這一概念。所謂載波聚合，就是同時利用多個分散的載波傳輸數(shù)據，使得總頻譜寬度大幅提升，從而顯著提升帶寬的方案。在千兆級LTE標準中，最多可以同時使用5個20MHZ的載波進行數(shù)據下傳，總帶寬最高100MHZ。
驍龍X16 LTE調制解調器支持4個載波聚合傳輸，而今年發(fā)布的驍龍X20 LTE調制解調器則更是支持5個載波聚合。載波聚合不僅大幅提升了數(shù)據傳輸效率，還明顯增強了數(shù)據傳輸?shù)姆€(wěn)定性。多個載波即便有一兩個受到干擾也不會導致傳輸中斷或帶寬明顯下降，用戶體驗更出色。此外，載波聚合充分利用了碎片化的頻譜資源，無需運營商進行大規(guī)模技術升級（不用去擴大每個載波的帶寬），也降低了千兆級LTE網絡的部署成本。
然而，載波聚合技術實現(xiàn)起來也有一些困難。將數(shù)據分散在多個載波上傳輸，調制解調器就需要很高的處理速度來實時分配數(shù)據包，確保數(shù)據流平均分配到每個載波上；當某個載波出現(xiàn)干擾，有效帶寬降低時，調制解調器還需要迅速響應，減少這一載波的負載；不同載波的數(shù)據傳輸?shù)秸{制解調器端時，調制解調器要精確地對數(shù)據進行合并，避免出錯；多個載波同時工作，對調制解調器的功耗、抗干擾能力的壓力也要大得多。
高通在研發(fā)千兆級LTE調制解調器時，付出了大量努力來解決上述問題。驍龍X16 LTE調制解調器基于先進的14nm工藝制造，核心數(shù)據處理性能遠超其它產品，抗干擾性能也更勝一籌。結果，實現(xiàn)4載波聚合的同時，驍龍X16 LTE調制解調器的功耗水平更低，穩(wěn)定性更好，表現(xiàn)非常出色。
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