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千兆级LTE是什么都不知道你还怎么用5G

2022-05-05 01:09 已有人浏览
本文摘要:今年10月,高通和澳洲运营商Telstra、爱立信以及NETGEAR联合发售了基于首款千兆级LTE调制解调器骁龙X16的移动路由器MR1100,根据高通的计划,下一代骁龙835也将构建该骁龙X16。顾名思义,千兆级LTE的理论速度可以超过光纤级别的1Gbps,与国际电信联盟对4G定义的标准完全一致,业界称作LTE-A。虽然千兆级LTE无法和5G几个Gbps的速度相提并论,但高通产品市场高级总监沈磊指出,前者是构建5G商用的第一步,而且未来还不会和5G并存很长一段时间。

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今年10月,高通和澳洲运营商Telstra、爱立信以及NETGEAR联合发售了基于首款千兆级LTE调制解调器骁龙X16的移动路由器MR1100,根据高通的计划,下一代骁龙835也将构建该骁龙X16。顾名思义,千兆级LTE的理论速度可以超过光纤级别的1Gbps,与国际电信联盟对4G定义的标准完全一致,业界称作LTE-A。虽然千兆级LTE无法和5G几个Gbps的速度相提并论,但高通产品市场高级总监沈磊指出,前者是构建5G商用的第一步,而且未来还不会和5G并存很长一段时间。  每一代通信技术的原理都大同小异,而千兆级LTE之所以能超过第一代LTE十倍的速度,主要归功于三个关键技术:载波单体、高阶调制、更加高阶的MIMO。

  载波单体减少信道数量  在无线网络中,提升传输速率最简单的方法之一就是减少传输比特率。每一代移动通信的升级,载波比特率都在持续提高,LTE的一个载波最多是20MHz的比特率(而GSM是200KHz,WCDMA和HSPA+是5MHz)。那在这一基础上如何更进一步提高传输速度呢?在LTE到LTE-A演变的过程中,3GPP明确提出了载波单体技术,将要多个载波单体成更高的比特率,理论上LTE-A系统中可以构建2-5个LTE成员载波(ComponentCarrier,CC)的单体。

  沈磊用澳洲运营商Telstra荐了个例子,Telstra有三个许可频段,每个频段都是20MHz,通过射频和基带技术,就可以把这三个载波、三个频段聚合起来,以超过更高的传输速度。  三载波单体后的速度怎么算数?  通俗点解读就是,三个射频信道变为一个更加长的信道,3个20MHz实质上就相等于60MHz,数据吞吐量提高了3倍。另外,因为22MIMO每个载波有2个数据流,三载波条件下就有6个数据流,以64-QAM的调制方式未知75Mbps的速度来算,三载波单体后的6个数据流就相等于75Mbps6=450Mbps。

  当然,这种部署的方式并不是相同的。每个运营商享有的频段都有差异,所以三个载波事实上可以灵活性部署,可以是倒数的,也可以是线性的。

例如,一个700MHz,一个900MHz,一个1.8GHz可以单体;TDD载波和FDD载波也可以混合地单体在一起。  高阶调制减少传输信号比特数  载波单体是提高速率最必要最有效地的方法,但移动通信系统的比特率资源是受限的,而高阶调制就是利用受限比特率资源获取低数据速率一种的手段。  高阶调制方式是一种简单的调制方式,例如提升收发器的复杂程度可以让一个信号运送更好的比特。

LTE最初的上行调制方式是64-QAM,这也是和2G、3G比起升级的地方。众所周知,目前64-QAM(64个样点,样点数目就越多传输效率越高)的一个信号可以支撑6个比特,而如果扩展到256-QAM(256个样点),一个信号则可以支撑8个比特,比特率效率必要提高了33%。

  再来算下256-QAM带给的速度,一个数据流就从64-QAM的75Mbps提高33%,最后结果就是100Mbps。上面提及,三载波单体有6个流,现在通过256-QAM调制一个数据流下有100Mbps,所以通过三载波单体和高阶调制后,可以超过600Mbps的传输速度。  高阶MIMO减少数据流  LTECat.4以上的标准都必须使用MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术,即在升空末端和接收端分别用于多个升空天线和接管天线,这使信号通过升空末端与接收端的多个天线传输和接管,这大大减小了信道容量。

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最初LTE使用的是22MIMO,有两个数据流。  但22仍然约将近千兆级的速度,通过部署更加高阶的MIMO,也就是更好的天线、更好的发送链路,来取得更好的数据流也是提高传输速度的方式之一。  以Telstra的部署为事例,它是在两个载波上部署了44,只剩的一个载波使用的仍然是22。所以,用于4x4MIMIO技术之后,一个载波上的数据流数量从2个变为了4个。

这种部署下的三载波,两个载波4x4MIMO,和一个载波2x2MIMO,总共就是4+4+2=10个数据流。  综上所述,再加三载波单体和256-QAM调制的反对,一个数据流可以超过100Mbps,而10个数据流就相等于100Mbps10=1Gbps。


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