5G之前阎抒，千兆級LTE在鋪路酪我，LTE是物聯(lián)網(wǎng)最理想連接技術(shù)
作者：孫振 ?班級：研究生院 學號：1600030070
【嵌牛導讀】：4G還沒建完，為什么需要5G且叁？對普通用戶來說有什么區(qū)別和價值都哭？移動通信圈子里正熱的話題，莫過于5G被提上日程逞带。在國際無線標準化機構(gòu)3GPP RAN1（無線物理層）87次會議的5G短碼方案討論中欺矫，華為力推的“Polar Code（極化碼）”方案，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案掰担；高通牽頭的LDPC碼方案汇陆，被納為數(shù)據(jù)信道的上行和下行短碼方案。近有消息稱带饱，工信部、中國IMT-2020(5G)推進組的工作部署以及三大運營商的5G商用計劃顯示阅羹，2017年中國將展開5G網(wǎng)絡第二階段測試勺疼，2018年大規(guī)模試驗組網(wǎng)，2019年建設5G網(wǎng)捏鱼，最快2020年商用5G执庐。
【嵌牛鼻子】：5G千兆級LTE物聯(lián)網(wǎng)
【嵌牛提問】：千兆級LTE技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的意義
【嵌牛正文】：
我們不禁要問，4G還沒建完导梆，為什么需要5G轨淌？5G是什么概念？對普通用戶來說有什么價值看尼？近期在深圳高通創(chuàng)新中心递鹉，高通產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊作出了詳細解讀。
千兆級LTE是為5G鋪路
每代通信技術(shù)都有一個演進的過程藏斩，而目前的最新進展是千兆級LTE躏结。今年2月，高通推出首款千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器驍龍X16狰域，根據(jù)高通的計劃媳拴，下一代驍龍835也將集成該驍龍X16黄橘；10月18日，高通和澳洲運營商Telstra屈溉、愛立信塞关、NETGEAR，共同推出基于首款千兆級LTE調(diào)制解調(diào)器驍龍X16的移動路由器MR1100子巾。
千兆級LTE的理論速度可以達到光纖級別的1Gbps帆赢，與國際電信聯(lián)盟對4G定義的標準一致，業(yè)界稱之為LTE-A砰左。單從速度來說匿醒，千兆級LTE沒法和數(shù)千兆級的5G相提并論，但沈磊認為缠导，前者是在為5G鋪路廉羔，5G未來的技術(shù)很多都是從4G演化過來，兩者會長期共存和互補僻造。
每一代通信技術(shù)的原理都大同小異憋他，而千兆級LTE之所以能達到第一代LTE十倍的速度，得益于多種技術(shù)相互融合髓削，包括：載波聚合竹挡、高階調(diào)制、更高階的MIMO立膛。
每一代移動通信的升級揪罕，載波帶寬都在持續(xù)提升，LTE最入門級的考慮就是有一個20MHz的載波(而GSM是200KHz宝泵，WCDMA和HSPA+是5MHz)好啰，這個載波上是64-QAM（一個信號可以傳6個bit），這上面要部署至少2x2MIMO（可以傳輸兩個數(shù)據(jù)流）儿奶。
而一個信道的寬度框往、容量和數(shù)據(jù)率、單位時間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是正比關(guān)系闯捎，要配置以上所說的這些技術(shù)椰弊，有三個方法。
（1）第一步瓤鼻，載波聚合秉版，增加信道數(shù)量。簡單的理解就是利用基帶以及射頻技術(shù)娱仔，將三個頻段沐飘、三個載波進行聚合，成為一個更寬的通道。
三載波聚合后的速度怎么算耐朴？
拿澳洲運營商Telstra舉例借卧。Telstra有三個授權(quán)頻段，每個頻段都是20MHz筛峭，通過射頻和基帶技術(shù)把這三個載波铐刘、三個頻段聚合起來，變成一個更寬的信道（3×20MHz）影晓，以達到更高的傳輸速度（60MHz）镰吵。每個載波就有2個數(shù)據(jù)流，一個數(shù)據(jù)流的速度是75Mbps挂签，所以三載波聚合可以得到450Mbps的帶寬疤祭。這是實現(xiàn)千兆級的技術(shù)之一，目前的三載波聚合饵婆，是基礎(chǔ)的6×75 Mbps速率聚合為450
Mbps勺馆。
（2）第二，高階調(diào)制侨核，增強調(diào)制方式讓每個信號搬運更多的數(shù)據(jù)草穆。
這是在三載波聚合技術(shù)上再提升網(wǎng)速的一個方案，簡單說就是搓译，最初使用的64-QAM承載了6個bit僅支持75Mbps的速率悲柱，現(xiàn)在高通將其升級到256-QAM，比原來提升了33%些己，每個可以支持100Mbps豌鸡。再次經(jīng)過三載波聚合，結(jié)果就是6×100Mbps段标，在兩個技術(shù)疊加的情況下可以將速率從450Mbps提升到600Mbps直颅。
（3）第三步是更高階的MIMO，在終端上部署更高階的MIMO怀樟，更多的天線，更多的收發(fā)鏈路盆佣，從而支持更多的數(shù)據(jù)流往堡。
同理，在前兩個技術(shù)提升上共耍，高通將6個信息流以載波聚合達到了600Mbps虑灰，而在4×4MIMO里，高通可以有機部署10個信息流痹兜，將速率提升到10×100Mbps=1000Mbps穆咐，由此LTE的速率達到千兆級。
1Gbps的速率是一種什么樣的體驗？高通作出四個猜想：沉浸式的VR对湃、云存儲和計算崖叫、更豐富的娛樂、即時APP拍柒。
比如心傀，如果將海量的音頻、視頻資源都放在云端拆讯，可以用極短的時間將文件下載下來脂男，這樣，電池壽命會增加种呐，發(fā)熱等各方面會改善宰翅。
即時APP的意思是，未來很有可能會在手機上將APP包括APP上的所有數(shù)據(jù)存儲到云端爽室，以極高的速度讀取云端數(shù)據(jù)打開應用汁讼，未來手機本地很可能用不著下載大部分的外置應用。
當然肮之，目前千兆級LTE還未真正的搭載到手機上使用掉缺，不過沈磊強調(diào)，從2G到3G到4G的發(fā)展過程中戈擒，每一次無線通訊帶寬速率上去之后眶明，很快后面的應用和服務都會跟上，所以高通把LTE-A筐高、LTE-A Pro的能力提升到1Gbps之后搜囱，照樣很快有應用服務來填補這個通訊能力。
5G的發(fā)展方向
5G不可能一夜之間部署完整柑土，肯定是先從熱點地區(qū)開始部署蜀肘，再慢慢擴展。在5G的整個時間表中稽屏，4G還會繼續(xù)發(fā)展扮宠、演進，LTE狐榔、LTE-A坛增、LTE-A Pro會和5G長期共存和互補，這是未來5G全球標準商業(yè)化的步驟薄腻。這也是為什么到現(xiàn)在收捣，一個多模的手機里，2G庵楷、3G罢艾、4G頻段都在協(xié)同工作楣颠。
高通率先發(fā)布5G
Modem芯片，今年10月18日咐蚯，高通推出了驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器童漩，它的能力是協(xié)助運營商Verizon 5GTF和Korea Telecom先于3GGP開展5G早期驗證和技術(shù)儲備，針對幾個特定場景仓蛆，將8個載波聚合起來睁冬，形成800M的帶寬，提供下行5Gbps的速率看疙，比千兆級LTE的1Gbps提升了5倍豆拨。目標是加速全球5G標準——5G新空口（5G NR）的標準化和商用。
X50預計2017年下半年開始出樣能庆，首批商用終端預計在2018年上半年推出施禾，預計為2019年的早期部署做好準備。
X50最初支持在28GHz頻段毫米波的頻譜運行搁胆，采用自適應波束成形和波束追蹤技術(shù)的MIMO天線技術(shù)弥搞，補償了毫米波傳輸性能的一些弱勢，可以在非視距場景下發(fā)揮很好的性能渠旁。
在解釋這個技術(shù)之前攀例，我們先了解一下毫米波，毫米波意味著極致的帶寬顾腊，但毫米波的局限性也很明顯粤铭，如傳輸距離短，遇到障礙物會阻斷連接等等杂靶，不妨把毫米波想象成一束光梆惯，這束光照過來，就可以傳輸吗垮，當有障礙物的時候垛吗，能量通信就斷了。
而利用毫米波高頻的特點可以彌補上門所說的劣勢烁登，X50的波束成型和波束追蹤技術(shù)怯屉，可以保證終端在移動的情況下依然保持連接。在非視距和移動的場景下饵沧，毫米波技術(shù)可以利用樓宇或周圍環(huán)境物的反射蚀之，始終保持基站與終端之間鏈路的連接，也就是說捷泞，當有障礙物的時候，光可以通過墻寿谴、玻璃锁右、建筑物、樹木反射折射過來。
“關(guān)于5G咏瑟，我們更多的是聚焦在對毫米波的支持上拂到，但5G不等于毫米波。5G技術(shù)不是只能用一個頻段的技術(shù)码泞，高通的統(tǒng)一5G設計支持所有頻譜類型及頻段兄旬。”沈磊總結(jié)余寥。
LTE是物聯(lián)網(wǎng)目前最理想的連接技術(shù)
LTE除了向更快速率领铐、更廣覆蓋、更先進的方向發(fā)展之外宋舷，也在向價格更低廉绪撵、更小巧、更海量裝機的方向發(fā)展祝蝠，催生未來面向物聯(lián)網(wǎng)的LTE技術(shù)音诈。到2025年將有50億的物聯(lián)網(wǎng)連接，行業(yè)將會往智慧城市绎狭、移動健康细溅、可穿戴設備、移動醫(yī)療等等方向發(fā)展儡嘶。
為了應對以上場景要求喇聊，國際標準化組織3GPP最近也做了相應的工作，今年6月份的Release
13發(fā)布了兩個全新LTE規(guī)格社付，一個是Cat-M1（eMTC）承疲，另一個叫Cat-NB1∨缚В基本上業(yè)界的共識是燕鸽，未來物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域主流的通信方式是采用Cat-M1和Cat-NB1，當然啼辣，未來還會再到5G上去發(fā)展啊研。
物聯(lián)網(wǎng)也是高通在著力發(fā)展的一個方向。
沈磊表示鸥拧，Cat-M1和Cat-NB1都具備更簡單党远、更方便、低成本富弦、低功耗沟娱、長續(xù)航、網(wǎng)絡覆蓋廣的特性腕柜，是因為兩者將能量集中在很窄的頻譜里济似，放棄了一些實時性和帶寬或者其他方面來得到這些特性矫废。其中，Cat-M1保留了更快的數(shù)據(jù)傳輸砰蠢、極致的移動性蓖扑、保持了一定的帶寬和數(shù)據(jù)速率、支持語音/VolTE等台舱，兩節(jié)AA電池可以使用十年;
Cat-NB1強調(diào)低成本律杠、低功耗，可面向低吞吐量的物聯(lián)網(wǎng)應用竞惋，如遠程傳感器柜去，兩節(jié)AA電池可以維持運行10年以上。
Cat-M1和Cat-NB1的另一項優(yōu)勢是碰声，很靈活诡蜓。把Cat-NB1和Cat-M1部署到已有的LTE載波里面，考慮到較高的部署密度胰挑，實際占用整個LTE網(wǎng)絡的容量非常有限蔓罚，雖然是海量裝機，但是數(shù)據(jù)率非常低瞻颂，也不會一直工作豺谈，比如有一些電表可能一個星期才啟動匯報一次讀數(shù)。
所以通過估算贡这，現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡里將繼續(xù)部署數(shù)萬個Cat-M1和Cat-NB1的設備茬末，即使在一個LTE網(wǎng)絡里部署了大量的Cat-M1和Cat-NB1節(jié)點，它占用整個基站的數(shù)據(jù)容量還是微乎其微的盖矫，大概小于0.1%丽惭。
對絕大部分運營商，目前兩個技術(shù)都還在驗證階段辈双，在做大量的測試责掏，看看可以提供哪些不同的服務，哪種制式比較好湃望，然后再做決定换衬，很有可能很多運營商會部署兩個規(guī)格。
但是在測試階段证芭，大概需要半年瞳浦、一年或者更久的時間，這需要看各國的發(fā)展情況废士。在這個不確定性確定之前叫潦，在大約兩個季度充分認證、評估官硝、與業(yè)務模式充分磨合之前诅挑，服務商或運營商就只能處于一個等待的狀態(tài)四敞。
但是如果有一個模塊能滿足所有的模式，能應用所有的平臺拔妥，那他們現(xiàn)在就可以開始部署，那么它的研發(fā)成本达箍、器件和產(chǎn)品庫存成本都會明顯下降没龙。
高通2016年初推出的MDM9X07 LTE調(diào)制解調(diào)器系列（其中包括有9X07和9X07-1，9X07支持Cat.4缎玫，9X07-1支持Cat.1）硬纤，已經(jīng)獲得超過60家制造商的100余款終端設計。高通不久前推出了最新物聯(lián)網(wǎng)方案——一款面向諸如電池供電型傳感器應用的MDM9206 LTE調(diào)制解調(diào)器赃磨，已經(jīng)獲得大多數(shù)OEM廠商的終端設計筝家，MDM9206可支持LTE Cate-M1（eMTC），還能通過預期即將推出的軟件更新邻辉，升級到支持Cat
M1/NB-1雙模溪王。
“MDM9206是一個全模全頻的模塊，可以任由模塊開發(fā)者通過單一的硬件值骇、軟件和射頻去做雙模/全球模/全球頻的模塊莹菱，在未來一兩年市場上存在很多不確定性、在這個規(guī)格剛剛凍結(jié)的階段吱瘩，采取多模多頻的方式是最穩(wěn)妥的方式道伟，也是整個業(yè)界影響最大的方式∈鼓耄”沈磊總結(jié)道蜜徽。業(yè)界可能的一個共識是，LTE是物聯(lián)網(wǎng)目前最理想的連接技術(shù)票摇，兩個新的標準已經(jīng)制定出來了拘鞋，帶來了全新的能力，催生以前只能想象而不能實現(xiàn)的很多業(yè)務兄朋。
