12月4日,在高通骁龙的技术峰会上,推出了目前高通两款最新的处理器,骁龙865及765。其中,最引人注意的是骁龙865还外挂了一个骁龙X55基带,而骁龙765/765G则集成了5G基带芯片,这让人心生疑惑,为何高端的芯片反而采用外挂基带的解决方案。而这就牵扯出了,美国5G技术发展为何举步维艰。
与传言中一样,此次高通发布的骁龙865并未集成5G基带,反而是外挂X55 5G基带,但与麒麟990 5G及天玑1000不同的是,骁龙865支持毫米波。
当然,骁龙765系统内置X52基带,从名字上看X55显然要强于X52,从下载速率上看,X55最大的下载速度是7Gbps,而X52只有3.7Gbps,而上一代的X50为5Gbps。
这两款5G基带都支持毫米波+Sub-6GHz,以及NSA+SA双模。
为何865需要外挂5G基带,而765则可以集成呢。据高通方面的解释,今年采用855芯片的旗舰机都是用的外挂式调制解调器,这样去掉X50基带芯片之后还可以用于4G旗舰机,所以也延续到了865芯片的处理。
但据编者推测,这是由于X55性能强劲,骁龙865同样是旗舰SoC,导致自身面积本来就大,而处于工艺方面的缘故,X55无法做进865当中,而相对较弱的X52则可以集成进765。
同时,毫米波的缘故同样占据一部分,目前所发布的几款集成5G芯片的SoC,如海思990 5G、三星980以及联发科天玑1000,均不支持毫米波。
显然,厂商们如此选择,都说明了将毫米波集成进手机SoC中比较困难。
从全球5G技术角度来看,基本只有美国的5G坚持选择毫米波频段作为民用频段,而其他国家大多数选择Sub-6GHz作为5G频段。如中国,要使用毫米波还不知等到何时,因此国内的手机是不需要关注毫米波频段。
从单纯技术对比来看,毫米波无疑要比Sub-6G的5G传输速度更快,但是同样传输距离更小,穿透性更弱,需要的基站也相对更多。
从很长一段历史时期,毫米波段都属于蛮荒之地。为何?原因和简单,因为几乎没有电子元件或者设备能够发送或者接受毫米波。
这其中有两个原因,一是毫米波并不实用。虽然毫米波能够提供更大的带宽及更高的传输速率,但过去的移动应用还不需要这么大的带宽和如此高的数据速率,因此毫米波没有应用市场。
第二,是毫米波太贵。生产能够工作于毫米波频段的亚微米尺寸的集成电路元件一直是一项大挑战,这需要大量资金投入和研发去克服。
而今,随着技术发展,这些问题似乎已经被解决,同时基于Sub-6GHz频段的4G LTE蜂窝系统可以使用的最大带宽是100MHz,数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段,移动应用可以使用的最大带宽是400MHz,数据速率高达10Gbps甚至更多。
同时,为了节省成本,还研发出了SiGe、GaAs、InP、GaN等新材料,以及新的生产工艺,来降低毫米波器件的生产成本。
那么我们已经能够放心使用毫米波了吗?答案是当然不能。
在毫米波中,有一些频段是非常差的。无线电波在传播时,大气会选择性地吸收某些频率(波长)的电磁波,造成这些电磁波的传播损耗特别严重。这里面主要有两种大气成分,氧气及水蒸气。
水蒸气的共振会吸收22GHz和183 GHz附近的电磁波,而氧气的共振吸收影响的是60GHz和120 GHz附近的电磁波。因此几乎所有相关通信组织在设计时,都会避开这几个频段。
此外,由于频段更高,根据物理定律,在发射功率不变的情况下,波长越短,传播距离也越短,这导致毫米波的传输距离大大缩短。以70GHz的毫米波为例,在传播10米远之后,其损耗便达到了89.3dB,而在非理想情况下,损耗还将大的多。
这意味着毫米波将会设置更多的基站,而这些基站意味着更多的投入,更何况5G基站相比4G也要贵得多。
那么既然如此,美国为何还要坚定的选择毫米波呢。从美国国防白皮书上可以找到答案,因为美国政府尤其是军方将大量3-4GHz范围内的频段用于军用通信和国防通讯,迫使美国只能选择押注毫米波。
为了解决目前毫米波的缺陷,美国方面还试图采用Massive MIMO及波束赋形来改善毫米波的传播效率。
此外,不仅在频段上处于尴尬状态,在电信基础设施上,美国人也被自己人“卡了脖子”。受到“网络中立法案”及商业利益等因素的影响,美国很多地区的电信基站建设严重缺失,目前全国电信基站数仅为20万个,并且基本处在大城市当中。这直接导致网络资源覆盖的不平均,在美国乡下移动网络环境可谓差到通讯基本靠吼。
相比之下,中国的基础设施建设无疑完善的多,同时还选择了Sub-6GHz频段作为5G初始频段,也极大地节省了成本。无怪乎中国的5G技术发展日新月异,而美国方面却举步维艰。
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