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新一代M80基带领跑R16,天玑9000 5G技术大揭秘

  近日,联发科4nm旗舰平台--天玑9000的发布引起了全网热议。全新的armV9架构、拉满8MB的L3缓存,加上台积电的顶尖工艺,都令其能效表现非常值得期待。不过,这些都要等到明年一季度终端产品的量产上市,我们才有办法实测验证。

  然而,天玑9000还有一项重要特性同样非常值得关注,那就是它集成的基于全新R16标准的M80 5G通信基带。本期我们就来详细聊聊有关5G的一系列标准和M80基带相关的内容,看看它们究竟能给未来的5G体验带来哪些升级。

一、5G R16标准和R15有何区别?

  首先我们得知道,从3G以来的通信标准都是由3GPP这个国际组织制定的,它保障了国际通信标准的一致性,从而避免各国标准不一带来的不必要的资源浪费。

  根据3GPP规划,4G(标准名称为LTE)时代最后一个版本是R14,而如今5G(标准名称为NR)建设依据的第一版标准便称作R15,此后我们还会逐步迎来R16、R17、R18这三个版本。下面就给大家简单讲讲每个版本间各自有什么不同。

  R15:奠定5G架构基础

  3GPP定义了5G三大场景:增强移动宽带、海量机器类通信、低时延高可靠性。

  R15在2018年6月正式批准通过,成为5G的首版标准,目标是重点满足增强移动宽带(eMBB)业务需求,以及满足基本低时延高可靠(URLLC)需求。

  其中,针对商用最先被部署的eMBB场景,5G主要定义了三大类技术:高频/超宽带传输(Sub-6和mmWave)、Massive MIMO、灵活的帧结构和物理信道结构。篇幅关系,这里不逐一展开,主要就是通过这些技术大幅提高了网络带宽和多流并发能力,并降低了延迟。

  而对于URLLC,R15定义了新的CQI(信道质量指示符)和MCS(信道质量指示符),旨在支持或协助完成一些近实时和高可靠性需求的关键任务型业务,比如自动驾驶、工业机器人和远程医疗等。

  此外,针对于早期的5G铺设效率问题,它还提供了5GC方案EPC扩展方案,分别对应了我们熟悉的独立组网(SA)和非独立组网(NSA)两种5G基站的建设形式,在满足5G新需求的同时,也兼顾了4G网络的平滑过渡。

  R16:从「能用」到「好用」

  R16标准在2020年9月正式冻结,成为5G的第二版标准,旨在进一步提升5G频谱和网络利用效率、网络覆盖能力、业务带宽提供能力和业务感知,增强5G网络性能和竞争力。

  中国移动将R15到R16的演变过程概括为“从「能用」到「好用」”,同时提出了改进网络切片、改善汽车通讯(V2X)、增强超可靠低延迟通信(eURLLC)、改进定位信息、优化终端功耗、综合接入回程(IAB)、内置物联网服务等一系列项目,未来工业和消费级应用场景的效率或体验都将得到显著提升。例如:

  ·在R16版本中,采用了两步随机接入的机制取代R15的四步随机接入,大幅降低终端和基站间的通信等待时间和信令开销。

  ·R16增加了定位功能,其利用MIMO多波束特性,定义了基于蜂窝小区的信号往返时间(RTT)、信号到达时间差(TDOA)、到达角测量法(AoA)、离开角测量法(AoD)等室内定位技术,可以实现垂直和水平精度优于3米的室内精准定位。

  ·R16增强了毫米波波束的功能和多节点传输,支持毫米波和中频段的载波聚合,也引入了集成接入回传(IAB)的方案,可以有效改善毫米波覆盖不足的缺点,为毫米波的部署提供更多的方便。

  ·R16还引入了一些新的节能功能,比如Wakeup singal、增强跨时隙调度、自适应MIMO层数量、UE省电辅助信息等,对于5G智能手机用户,没带充电宝的“整天焦虑”现状或将改变。

  总之,对于终端用户而言,R16标准的目标是带来更高速、更稳定、更省电的5G通信体验。中国移动首席专家、移动通信国际标准领域专家徐晓东曾公开透露,R16会是5G进程中的一个大版本更迭,相对而言之后的R17只算是“小版本”。至于再往后,根据中兴通讯副总裁、无线标准与工业关系负责人王欣晖的说法,基于R18的5G-Advanced已经是面向2025年后的发展标准了。可见,R16标准在这几年通信行业发展的重要性是不言而喻的。

二、回顾前任M70基带的亮点与不足

  说回这次的主角联发科,在天玑1000系列上,它推出了自家首款5G基带—Helio M70。对大多数对手机芯片有一定了解的用户来说,这款基带或许不如同期的高通X55、巴龙5000那样耳熟能详,但是其在行业中的领先性是毋庸置疑的。

  首先,其在目前主流的Sub-6GHz频段下的下载峰值可以达到4.7Gbps,已经是当时业界最快的水准。同时,它还支持了SA+SA双卡双待、双卡支持VoNR高清通话、5G双载波聚合等前沿特性,这些都是X55基带的竞品(如骁龙865/870)所不具备的。

  另外,M70基带的功耗表现也相当亮眼。尽管单独的基带功耗难以精准量化,不过从中国移动和中国电信两家实验室的5G数据传输测试当中,对比晚一年多发布的Exynos1080和骁龙888,天玑1200在吞吐性能并不落伍的情况下,功耗表现仍然能够显著领先。两家都给天玑1200的功耗表现给出了5星的评分,一定程度上可以反映出M70基带功耗在同期的优势。

  但M70也并非十全十美,其中最显而易见的就是其不支持毫米波(mmWave)。

  3GPP在R15标准中就规定了5G的两大频段Sub-6GHz(450MHz-6GHz)和mmWave(24.25GHz-52.6GHz)。

  虽然速度更快的毫米波也存在传播损耗和穿透损耗高、建设成本高的问题,这两年也只有美国在主力推进,天玑芯片早期不做支持、控制成本确实无可厚非。但同期的高通X55/X60、巴龙5000基带都领先支持了毫米波,高通X65还将在此基础上继续深耕,且2022年中国也将正式开启毫米波商用的进程,联发科在该领域的布局也得尽快跟上了。

三、采用R16标准的M80有哪些新突破?

  作为联发科首款支持R16标准的基带,M80也是按照其更高速、更稳定、更省电的目标进行设计。除了对双卡5G支持方面的传统优势外,它还新增了以下的新特性:

  ·多载波聚合

  载波聚合(CA)是将2个或更多的载波单元(CC)聚合在一起以支持更大的传输带宽。上代的M70基带最高支持Sub-6GHz下的双载波聚合,下载峰值4.7Gbps,而M80则升级为多载波聚合。据官方公布,3CC多载波聚合下,天玑9000的Sub-6GHz下载峰值速率可提升至7Gbps。

  ·超级上行(SuperUL)

  M80新增了R15标准中不支持的补充上行(SUL)和上行载波聚合(UL-CA),将大幅提升5G的上传速率和覆盖范围。

  ·UltraSave 2.0省电技术

  除了性能方面的提升,M80还升级了MediaTek 5G UltraSave 2.0省电技术,能够智能检测网络状态调整电源配置和功率。再加上新加入的BWP动态带宽调控技术和C-DRX节能管理技术,能够在保障5G连接畅通的前提下,减少功耗。

  ·mmWave

  M80正式加入了毫米波技术支持,不仅在技术上与对手们看齐,还支持Sub-6和毫米波的载波聚合,网速更快,峰值可达3.67Gbps的上行速率和7.67Gbps的下行速率,是目前官宣速度最高的5G基带。

  凭借以上技术,M80基带不仅可以带来最高7Gbps的下行速率,其弱信号环境下增速最高可实现300%的提升;在连接稳定性上,针对高铁等快速移动的场景,能够在500km/h的高速移动中维持信号的速度和稳定;在此基础上还可使功耗降低20%,帮助终端实现更长的使用时间。

  总的来说,领先的工艺、顶级的核心规格,再加上支持R16标准的M80 5G基带,让天玑9000这款旗舰芯片更具竞争力。预计天玑9000也将成为联发科在站稳手机芯片整体份额头名之后,进一步冲击高端智能手机市场的关键一环。

  不过唯一需要注意的是,集成M80基带天玑9000应该是不支持毫米波通信的--我们无论在中/英文版的总结页面上都没有看到相关的说明,这或许要等到毫米波大规模商用才会部署了。

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