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探讨5G时代的移动通讯技术发展趋势

半导体那些事儿 ·2018-10-18 13:52·电子发烧友
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为了让移动网络传输速度能更快、更稳定,载波聚合与LAA技术被同时采用于手机新产品如iPhone XS及iPhone XS Max上,将手机上网速度在 5G 移动网络到来前最高已可达Gigabit等级。

Apple在2018年9月13日秋季发表会上推出新iPhone,其中iPhone XS及iPhone XS Max两款全新iPhone全部更新为Gigabit L TE ,带动手机上网速度再提升,也带出移动通讯技术发展趋势。

CA、LAA为实现Gigabit LTE关键技术

由于频谱是稀有性战略资源,目前3G、4G使用之频段中可用的连续频宽资源稀少,为使移动通信系统传输频宽进一步提升,载波聚合(Carrier Aggrega ti on,CA)技术被开发出来。

载波聚合是4G LTE-Advanced通讯标准的特色技术之一,其能结合最多达5个连续或不连续的20MHz频宽之成分载波,形成总频宽可高达100MHz传输频宽,用意在于竭尽所能利用频谱上零碎资源,以提供高速服务,就是将既有的非连续分散频谱整合,以提高传输效率、网速与稳定性。

另外,即使载波聚合可结合多个执照频段以提升传输速度与效率,执照频段的资源可能仍有限,因此衍生出利用免执照频段,弥补现有执照频段不足的频段整合技术LAA(Licensed Assisted Access)。

LAA运作基本概念是将5GHz免执照频率与LTE执照频率进行载波聚合,并于LTE网络上进行资料传输,LAA以LTE执照频段作为主要载波、免执照频段作为补充载波,借由增加使用免执照频段来弥补现有执照频段的不足,使资料传输效率更加提升。

为了让移动网络传输速度能更快、更稳定,载波聚合与LAA技术被同时采用于手机新产品如iPhone XS及iPhone XS Max上,将手机上网速度在5G移动网络到来前最高已可达Gigabit等级。

从2x2 MIMO到4x4 MIMO,天线使用量呈现增加趋势

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)不是新技术,其最早于1908年由诺贝尔物理学奖得主马可尼(Guglielmo Marconi)提出,MIMO让发射端和终端采用多条天线的结构。

此结构可大幅抑制通信过程中通道的衰落,从而提高系统通道的容量、信号的覆盖范围,以及通道的传输速率,但实际运用大致上到2011年有多家厂商开发基于MIMO技术的 Wi-Fi 或WIMAX商用系统,还有2012年所有4G通信系统标准都选用MIMO技术作为其关键技术之一后,才有大规模运用。

由于MIMO可用于提 高通 道的传输速率,以及MIMO技术不断精进,2018年新iPhone将2x2 MIMO提升至4x4 MIMO,从双天线传输变成四天线传输,让原本2x2 MIMO技术下20Mhz频宽最大峰值可由150Mbps加倍为300Mbps。

除了iPhone,目前已有多支手机如Sony Xperia XZ Premium、Sony XZ1、HTC U11+、Huawei P10 Plus等皆已采用4x4 MIMO技术,这带出MIMO除了是实现Gigabit LTE关键技术之一外,MIMO技术演进正让手机天线使用量呈现增加趋势。

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