4G+是什么?载波聚合技术科普说明

2015年08月06日 来源: 科技范儿

随着中国电信率先提出"4G+",中国移动也一并跟随,而业内人士预计中国联通也会在下半年跟上,4G+时代似乎正要全面袭来。高通有完善的网络解决方案,同时在载波聚合技术方面有明显的优势,而其也是4G+网络的核心。

4G+是什么

所谓“4G+”,就是业界已经多次提及的载波聚合(Carrier Aggregation,简称CA)技术,它是4G演进技术(LTE-A)的重要组成部分。它将4G网络的多个载波捆绑在一起,就好比以前是单车道行车,现在是多车道行车,其通行能力(速率)自然大大提高。应用载波聚合技术,能够大幅提升网络上行和下行速率,双载波FDD其下行峰值速率达到300Mbps,上行的峰值速率可达50Mbps,比4G的速度快一倍。

从技术角度来看,4G+实际在运营商提出之时便是指的是4G的演进,也就是我们常说的LTE-A(LTE-Advanced)。LTE-A利用载波聚合技术使得4G网络的速度翻倍增长,基于LTE-A网络,最大的变化便是上下行速率的提升,不过相比较2G到3G再到4G速率提升的幅度,LTE-A仍然算不上革命。

4G+的核心在于载波聚合

4G+既是品牌也是技术演进,其能够实现下行和上行速度的进一步提升,而当中载波聚合技术便是里面的关键。我们看看中国电信4G+载波聚合例子,它将电信1.8GHz和2.1GHz的两个20MHz频谱捆绑在一起,下行峰值速率可达300Mbps(目前单个20MHz频谱上,FDD峰值速率为150Mbps,TDD峰值速率为110Mbps),上行峰值速率可达50Mbps。下行速度的提升,用户无论是在线玩游戏、下载电影等等都将大大把时间缩短,体验更佳。

载波聚合

载波聚合技术形象来说便是再加多一条或者N条下行或者上行通道,把速率提升。同时现阶段大部分运营商采用的是双载波聚合,也就是两条通道传输,而后续还会继续升级,如三载波、五载波等等。多载波聚合无疑会继续推动速率的提升。面对频谱资源的缺乏,一个运营商手上可用的频谱资源并不多,或者所拥有的频谱资源并不是连续的,这时候便需要载波技术聚合把不连续的频谱进行聚合。

在LTE-A网络中,要保证速度,需要提供一定的传输带宽。但是所需范围的连续频谱是非常稀缺的。于是,载波聚合(Carrier Aggregation,也简称CA)技术应运而生,既然连续的频谱难求,那就把零碎的频谱拼合起来,以获得更大的传输带宽,从而提高峰值。载波聚合技术不仅仅可以聚合不同带宽、不相邻的载波单元,更可以聚合不在同一个频带之内的载波单元。

芯片需支持

4G+网络需要相应的终端支持,市面上大部分的4G终端只支持Cat.4(下行峰值150Mbps),达到4G+标准的Cat.6终端尚未大范围普及。目前,2014年上市的4G手机不支持LTE-A,2014年下半年推出的手机,基本支持LTE-A制式。市面上支持4G+的芯片并并不多,同时载波技术也对网络、天线、基带设计能力提出了很高的要求。

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高通有着全面的移动通信解决方案,它在旗舰芯片——骁龙810处理器集成了最新的Gobi 4G LTE Advanced Category 9世界模调制解调器,传输速率最高达450Mbps,支持全球所有七种网络制式(LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE),并可通过3倍载波聚合技术实现450Mbps的下载速度(需要移动运营商的支持)。Gobi基带不仅能实现更加高速的移动网络传输,同时还提高传输稳定性以及有效降低功耗,直接提升用户体验。

除了Gobi基带外,骁龙810还集成了RF360射频前端解决方案,可支持全球40种不同的射频频段,能够提高射频的性能和稳定性,降低手机厂商开发多频段产品时的难度。简单的说,就是支持我国内三大运营商所有2G/3G/4G的网络服务,并且网络的速度也更快,让厂商开发出网络功能更强的产品,如全网通手机。

高通LTE调制器分级

如今的高通骁龙,包含骁龙移动处理器以及骁龙LTE调制解调器两个分支。

高通骁龙LTE调制解调器
级别 X12 X10 X8 X7 X5
芯片组 9x40/9x45 骁龙810、808 骁龙620、618、425 9x30/9x35 9x25/9x28 骁龙415/210
载波聚合 下行3x20MHz
上行2x20MHz
下行3x20MHz 下行2x20MHz
上行2x20MHz
下行2x20MHz 下行2x10MHz
(骁龙415处理器除外)
LTE类别 Cat 10 Cat 9 Cat 7 Cat 6 Cat 4
下行峰值 450 Mbps 450 Mbps 300 Mbps 300 Mbps 150 Mbps
上行峰值 100 Mbps 50 Mbps 100 Mbps 50 Mbps 50 Mbps
全球模式 支持
支持制式 LTE FDD/TDD、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA、CDMA2000、GSM
LTE广播 支持
多SIM卡 LTE双卡双待双通 LTE双卡双待

目前高通骁龙LTE调制解调器已经全线支持载波聚合。从上面的表格我们可以看到,下行聚合两个20MHz的载波单元就可以达到300Mbps的峰值,而如果像X12调制解调器一样聚合了三个20MHz的载波单元,下行峰值更是可以达到450Mbps。

现阶段中国电信和中国移动所商用的4G+是双载波聚合,而中国移动已经开始三载波聚合,电信也在路上。高通现在的大部分芯片都支持载波聚合,而骁龙615、620以上级别的芯片都已经全部支持Cat.6的双载波聚合,骁龙810、808更是支持Cat.9的三载波聚合,因此采用高通芯片的中高端设备在硬件基础上已经能够支持4G+网络。随着高通载波聚合的更新发展,其将会逐渐向400、200系列的芯片整合支持更高级别的基带。