頻譜的故事（4）跨入千兆時代

在《頻譜的故事(2) 從模擬到5G》文章中，我們為大家回顧了從模擬通訊到數字通信，從大哥大到5G網路，人類通訊技術演進的方向就是更快、更快、變得更快，在文末已經更是提及，4G發展的末期，最新的數據機已經實現突破了1Gbps下行傳輸的大關，而在通訊領域，千兆就是個裡程碑，實現千兆速度意味著可以輕鬆解決絕大部分帶寬問題。千兆區域網，讓海量數據遠程存儲成為可能；千兆寬頻讓4K HDR視頻、VR視頻流播變得可行……

而千兆無線通訊，顯然有著更大的吸引力。無論是無線廣域網的千兆通訊，還是區域網的千兆通訊，其實都得克服不少困難。我們一個個來看這個Gbps大關在各個網路層級里是如何被突破的。

在前面的系列文章里我們有提過，無線通信的通道是頻段，目前在4G標準下，全球範圍內用於4G通訊的頻段已經超過了40個，因為各個頻段帶寬都已經預先指定好，而且不能無限制增加，單個最高頻寬20MHz的4G LTE頻段，傳輸速率是遠不能達到千兆級1Gbps的，所以實現千兆傳輸必須通過多載波聚合的方式進行。

不過這對於高通來說，載波聚合技術不是難點。早在去年，高通的驍龍X16 LTE數據機就已經藉助載波聚合技術把4個20MHz LTE頻段合并成一條高速通道，實現了千兆級1Gbps的最高下行速率；而今年高通X20 LTE數據機再接再厲，在驍龍X16 LTE數據機的基礎上，引入了數項高通的新技術，支持最高達5個20MHz LTE頻段下行鏈路載波聚合，最高傳輸速率可達1.2Gbps，可確保在實際應用中能實現1Gbps的千兆無線廣域網通信。

在驍龍X20 LTE數據機上高通不僅僅只是進行簡單的數學加法，更是運用了大量獨家的技術。首先，5個載波聚合頻段里，3個頻段里能做到4×4 MIMO，使傳輸能更加穩定地保持在較高的速度水平上；其次它是一款支持授權輔助接入（LAA）的LTE-A Pro數據機，LAA使得運營商能利用低至10 MHz的授權頻譜啟動千兆級LTE服務，更是繼續擴大了支持頻段的範圍，讓載波聚合和頻段的選擇分配變得更加靈活，聚合頻段組合甚至都超過了1000種。

在超過1Gbps的極限速度、穩定性和可用性都在驍龍X20 LTE數據機身上實現，就標誌著千兆級別4G網路正式上路了，也意味著通往5G網路最為重要的一塊基石也正式登場。

進入移動時代之後，家中使用無線區域網通訊的設備數量大大增多，相比千兆LAN通常只會有一台台式機使用，千兆無線區域網明顯更能照顧到所有人。當今家庭網路出站帶寬不斷在拓寬，從10Mbps、20Mbps，到數百Mbps乃至1Gbps——然而如果沒有千兆級的WIFI網路，再高的出站帶寬都無用武之地，對於用戶來說吸引力大大降低。

所以，802.11ac標準正為解決這個問題而來。在5GHz頻段下，支持該標準的無線設備可通過3×3 MIMO天線就已經實現1300Mbps的最高傳輸速率，再到802.11ac Wave 2第二版標準，4×4 MIMO天線更是將極限理論速度推向了1700Mbps。不過很多用戶在實際使用中發現，他們很難達到這一極限速度，尤其是在家中設備眾多的情況下，這種情況尤為明顯。

所以，在802.11ac Wave 2標準中引入了一個叫MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的技術，通過允許路由器同時與多個設備溝通，大幅提升了802.11ac設備的客戶端承載能力，改善了家庭網路的資源利用率。高通在這其中也扮演了重要的作用，它的QCA9984方案就紮根在當今絕大部分支持MU-MIMO無擁堵Wi-Fi路由器的主板上。

而要發揮MU-MIMO無擁堵Wi-Fi的作用，手機平板等終端設備也必須支持MU-MIMO才行，高通在這塊也可以全面為用戶包辦——驍龍移動平台直接整合了支持MU-MIMO 無擁堵Wi-Fi 802.11ac的模塊，幾乎所有旗艦級8系列的驍龍處理器產品都可做到這一點。

有了802.11ac不斷突破的極速和MU-MIMO無擁堵Wi-Fi多設備協調能力，各路設備在家中也能和諧共享千兆無線網路帶來的高速傳輸體驗。

不過我們不能就此滿足，LTE千兆、802.11ac都只是剛剛跨越1000Mbps門檻，它們的能力範圍是有限的，想要實現數千兆傳輸，還得靠即將到來的5G通訊標準和已經暫露頭角的802.11ad超高頻無線區域網。

5G通訊標準是什麼樣的？這個問題是需要通訊行業的所有參與者一起共同努力來回答的，人們已經提出了相比現有4G LTE網路時延大大降低、信號覆蓋大大增強、信號的功耗同時大大降低。終極目的就是保證多數人都能同時突破1Gbps的傳輸速度。此外，還有IoT、防災廣播用例也在呼喚5G早些到來。802.11ad則是VR等超短距離應用所伸長脖子等著要的7Gbps超高速傳輸。

高通也在嘗試給出自己的回答。目前已經他們已經在有了不少技術儲備和產品：去年它已經拿出了5G新空口原型系統，運行在6GHz以下頻道，採用大規模天線陣列技術，並吸收4G時代原有的技術精華OFDM、波束成形等等，優化非視距場景的表現；縮短距離後，高通也有5G毫米波OTA方案，在數百米內能實現超高數據傳輸速率，以及28GHz端到端毫米波原型機，甚至還為VIVE VR做出了支持802.11ad標準的60GHz頻段32天線陣列。

載波聚合、波束成形，以及MU-MIMO等技術都在我們在突破1Gbps大關里起到了至關重要的作用，在打破千兆級1Gbps桎梏之後，我們要用5G網路來做什麼？下一篇頻譜故事我們將和大家一起展望一下萬物互聯的未來。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！