Qualcomm博客

千兆级LTE手机如何带给你极速数据连接

2017年9月14日

Qualcomm products mentioned within this post are offered by Qualcomm Technologies, Inc. and/or its subsidiaries.

搭载骁龙X16 LTE调制解调器,这些移动设备可让你获得极速数据连接: 索尼XZ Premium,HTC U11,三星 Galaxy S8和S8 +,以及摩托罗拉Z2 Force Edition。

对于千兆级 LTE 的发展来说,这是令人兴奋的几天,Verizon 和爱立信(Ericsson)、Qualcomm Technologies一起,在真实网络环境部署中实现了953Mbps的传输速率。

让我们来深入分析一下“广告宣传的峰值速度”、“实现这一速度的技术”,以及“手机中的 LTE 功能是如何决定你能否可以利用它们”这三者之间的关系。虽然说这些可能会很乏味,但——它们很重要。

首先,让我们看一下那些决定网络理论峰值速度的因素:

  • 每个LTE连接的带宽(例如数据发送在15MHz,20 MHz…),频率,或频段(例如Band 2,Band 4等等)
  • LTE连接的数量,以及它们是否可以被聚合在一起形成一个更宽的连接通路,我们称之为“载波聚合”。
  • 通过LTE连接发送数据给移动终端的多个天线,我们称之为MIMO(多输入多输出)。
  • 每个LTE信号可发送的最大量的数据(如64 QAM – 6比特,256 QAM – 8比特)

网络使用不同的LTE连接进行下载和上传(这被称为FDD频分双工),采用相同的LTE连接来进行下载或上传(这被称为TDD时分双工)。

如果把这些因素结合起来,你就能达到网络的理论峰值速度。我们将LTE网络比喻为卡车通行的高速公路,而你的数据被视为卡车上的货物:每个车道的宽度、数量,卡车行驶的高架桥层数,每辆卡车装载的货物数量,都决定了数据传输的速度。

以下是一些LTE网络的不同配置,以及上述技术中的不同组合如何影响每个网络的理论峰值速度:

 

对美国这样的大国来说,在一个给定的网络上,LTE连接的带宽和数量从州到州,甚至县与县之间都可能会有很大的不同。这意味着同一个运营商网络在一个地区可以支持700Mbps的峰值速度,而在另一个地区只有400Mbps。例如,在同一个运营商网络下,在不同的地理位置,网络1、2、4和5可以代表不同的配置。

现在让我们来看看常见的误区,在比较实际网络速度和广告宣传中的手机性能时,即便是精明的消费者也会陷入误区。

事实上,如果你只记得这篇文章中的一件事,我希望是下面这个:

许多消费者会看到广告中手机支持,比如说,600 Mbps的峰值速度。他们看了看网络1 能达到400 Mbps的峰值速度,就得出结论:“啊哈!我手机的LTE速度足以在这个网络上获得最快的速度”。不幸的是,他们可能完全错了。

实现手机或网络高速连接的一些基础特性远比广告的峰值速度重要得多。以下问题的答案直接影响手机在给定网络上的峰值速度:

  • 手机是否支持四根天线,并接收数据?
  • 手机内的调制解调器是否可以解码每个LTE信号中的8比特数据?
  • 手机可以支持通过5 GHz,免许可频谱接收LTE数据吗?

回顾我们的网络表格,看看不同的手机在每个网络上的表现。

 

这个结果还是非常引人深思,甚至在某些方面是令人震惊的。在每一个假设的网络上,骁龙千兆级LTE设备将能够实现比之前的Cat 12或Cat 9手机更快的LTE速度。在某些情况下,实现双倍的峰值速度。令人惊讶的是,即使是一款号称能达到600 Mbps峰值速度的手机,在网络1上也只能达到200Mbps。在网络5中,由于大部分LTE信号通过5GHz的免许可频带传输,骁龙千兆级LTE设备和Cat 9智能手机之间的差异接近7倍。

为什么会发生这种结果?因为获得最快速度的唯一方法是让你的手机匹配网络的性能。在每一种情况下,骁龙千兆级LTE设备都有能力实现最快的LTE峰值速度,因为它们具备一系列已在今年的网络中部署了的功能,并在接下来的几年里,继续支持:

  • 许多LTE频段,尤其是Bands 252,255以及46 — 5 GHz免许可频谱中的全新LTE频段(LTE-U和LAA)
  • 通过4 载波聚合组合四个LTE连接
  • 4x4 MIMO(双倍的优势,详情后续提到)
  • 256-QAM调制(例如它可以从一个LTE信号中解码最多8比特数据)

到目前为止,我们讲的是理论峰值速度。但在现实世界中的表现又如何呢?许多用户经常会直接忽略理论峰值速度,认为这些数字与实际体验没有任何关系。但事实并非如此。

模拟网络与上述“网络4”所描述的技术相匹配。正如你从图表中看到的那样,在一个网络区间内,Cat 16 (千兆级LTE)设备下载速度的中位数大约是同一服务小区内Cat 9设备中位数的两倍。这与他们的峰值速度1 Gbps和450 Mbps之间的关系是一致的。

很明显,要想在新升级的网络上获得最快的速度,你需要一个千兆级 LTE设备。

但是如果你所在地区的网络没有升级怎么办?答案或许令人惊讶,你仍然需要一个千兆级LTE设备以获得最快的速度。以下是原因。

一款支持4x4 MIMO的千兆级LTE手机,与普通的LTE设备相比,有一个容易被忽视却很关键的优势。上一代LTE设备有两根天线,骁龙千兆级LTE设备有四根。如上所述,这将确保你在网络升级到4x4 MIMO的地方获得更快的网速。

这是了不起的事。这两根额外的天线在4x4 MIMO覆盖范围之外会有新的作用。当你远离基站(即使是一个尚未升级到4x4 MIMO的基站时),或者你在一栋建筑的深处,信号只有一两格的时候,这两根额外的天线可以作为额外的“耳朵”,帮助骁龙千兆级LTE设备锁定来自基站的更强、更清晰的的信号,从而提高下载速度——它被称为“4路接收分集”技术。

这是真的吗?我们对它进行了测试。我们用骁龙 X16 LTE调制解调器和4x4 MIMO支持的设备,与一款搭载支持2x2 MIMO调制解调器的设备作比较。我们甚至将骁龙设备限制为4路接收分集(并非完全的4x4 MIMO),并关闭了对256 - QAM的支持,以确保只测量4路接收分集的优势。结果是惊人的。

 

上图展示了,从最弱的信号(-6db,杂讯强度是信号强度的四倍),到中等强度的信号(16dB,杂讯强度是信号强度的40倍),拥有一个支持4路接收分集4 x4 MIMO的设备,可以令你的下载速度超出2x2 MIMO设备的58 - 83%。

这意味着在你最需要它的地方,4路接收分集都可以提供充足的速度,让你继续下载,使用流媒体,查看家人朋友的状态 — 即便是在信号微弱的情况下。再次强调,这个功能完全独立于网络。你不必特意靠近一个已经升级的基站,这种优势几乎能在任何地方发挥出来。为什么?因为大多数情况下,你会处于弱到中度信号的状态,只是偶尔会处于很强的信号中(在上面的图表中,20dB到30dB)。

得益于骁龙千兆级LTE,索尼XZ Premium、HTC U11、三星Galaxy S8和S8 +,还有最近发布的Moto Z2 Force Edition均能带来这一特性。这就是为什么你需要它来获得最快的速度,无论你是身处已经升级的网络,还是网络会在你拥有手机之后升级。

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