5G進入下半場,2023旗艦手機連接新標(biāo)準(zhǔn)已定

2022年6月,通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP正式宣布了R17版本的凍結(jié)。
這是一個重要事件。它標(biāo)志著5G競賽正式進入了下半場,也就是5G-Advanced(5.5G)時代。
正如大家所見,自從2019年國內(nèi)5G正式商用以來,這項最新的移動通信科技,取得了極為快速的發(fā)展。它的超高網(wǎng)速、極低時延和海量連接特性,不僅讓手機用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗得到了顯著的提升,還賦能了各個行業(yè)場景的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

根據(jù)有關(guān)部門的數(shù)據(jù),截至2022年8月,國內(nèi)5G基站數(shù)量已經(jīng)超過200萬站,達到210.2萬站。而5G套餐用戶數(shù)方面,則達到9.7722億戶。
毫無疑問,5G的上半場是成功的。那么,面對已經(jīng)開啟的下半場,我們作為消費者,不禁會問:5G是否還會有更多的技術(shù)創(chuàng)新出現(xiàn)?我們的手機體驗,是否還有改進和提升的空間?
2022年10月12日,芯片大廠聯(lián)發(fā)科舉辦了天璣旗艦技術(shù)溝通會。

在會上,來自聯(lián)發(fā)科研發(fā)部門的幾位一線技術(shù)專家,分享了天璣5G移動平臺的最新技術(shù)進展和前沿趨勢,包括移動光追、移動GPU增效方案、AI圖像語義分割、5G新雙通、Wi-Fi 7、高保真藍牙音頻、高精度導(dǎo)航等主題。
他們的分享非常精彩,詳細描述了聯(lián)發(fā)科對移動平臺創(chuàng)新趨勢的理解,也介紹了幾項關(guān)鍵技術(shù)的最新動態(tài),令人印象深刻。
接下來,小棗君就基于會上發(fā)布的內(nèi)容,詳細給大家說說,2023年5G旗艦手機的幾項重要技術(shù)創(chuàng)新。
█?5G新雙通
作為通信科普號,小棗君最關(guān)心的當(dāng)然是以5G調(diào)制解調(diào)器為代表的通信能力提升。
自從手機開始支持5G后,從NSA到SA,從基帶外掛到基帶集成,從不支持載波聚合,到支持載波聚合,經(jīng)歷了不少波折。目前,經(jīng)過多年的打磨,主流全網(wǎng)通手機的5G通信能力已經(jīng)基本成熟,可以很好地支持用戶體驗。
但是,5G手機通信能力并沒有達到完美。有一項能力,仍然存在瓶頸,那就是——雙卡雙通。
目前,主流手機處于基于5G的雙卡雙待單通階段。也就是說,雖然我們是雙5G,但如果其中一個卡正在使用數(shù)據(jù)流量時(例如玩游戲),另一個卡有電話撥入,就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷。

這是一個痛點。針對這個痛點,聯(lián)發(fā)科提出了5G新雙通。
一直以來,聯(lián)發(fā)科都是雙卡這個技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)者。全球第一家把雙卡雙待推向規(guī)模商用的芯片廠商,正是聯(lián)發(fā)科。首發(fā)雙5G雙卡雙待技術(shù)的,也是聯(lián)發(fā)科。
聯(lián)發(fā)科表示,雙卡技術(shù)的發(fā)展是5G通信中非常重要的一環(huán),而新雙通能夠完整體現(xiàn)雙卡技術(shù)的價值。
5G新雙通,到底是什么意思呢?
在5G早期階段,行業(yè)曾經(jīng)有一些雙通方案的嘗試。例如,直接在5G雙卡雙待的基礎(chǔ)上,新增一套基帶和一套射頻,達成雙通的體驗。但是,這種方式的成本太高,而且,占用了更多的手機空間,增加了手機重量,對手機外觀造成影響。所以,并不是合理的方案。
真正的雙通,只能回到“一套硬件”的方案上。聯(lián)發(fā)科投入了大量的研發(fā)資源,終于做到了通過軟件架構(gòu)改進,對射頻資源進行動態(tài)分割,模擬出了兩套射頻系統(tǒng)的方式。
這種方式,相當(dāng)于將一條車道的單車道,動態(tài)切割成兩個雙車道。兩張卡,即便是在通話的過程中,也能各自使用各自的車道,與網(wǎng)絡(luò)進行連接,實現(xiàn)“雙通”。
聯(lián)發(fā)科將其稱為“全時雙通”。
后來,隨著5G商用的深入,聯(lián)發(fā)科發(fā)現(xiàn),“全時雙通”也存在困難點,并不能完美滿足用戶的需求。
5G的頻段組合比4G復(fù)雜得多,對于某些頻段組合,采用“全時雙通”會存在射頻資源功率功耗等問題。對于這些頻段組合,就必須引入第二套解決方案,也就是說,下行繼續(xù)采用剛才的動態(tài)雙車道,而上行呢,采用按時間輪流的方式,分時使用。
這種混合式的方案,聯(lián)發(fā)科將其稱為“分時雙通”。

彈性的架構(gòu)設(shè)計,使得聯(lián)發(fā)科可以支持100種以上的頻段組合,能夠應(yīng)對國內(nèi)外的多種復(fù)雜場景。
根據(jù)實測數(shù)據(jù),采用聯(lián)發(fā)科的“新雙通”解決方案,在一卡通話的情況下,另外一張卡的上網(wǎng)速率可以高達500Mbps。一卡通話,一卡游戲,時延也可以低至50ms。
這是非常不錯的雙通體驗,完美滿足絕大部分的用戶需求。

值得一提的是,配合聯(lián)發(fā)科獨有的UltraSave省電技術(shù),可以實現(xiàn)網(wǎng)速和功耗的平衡,不用擔(dān)心“5G新雙通”增加對電量的壓力。
█?Wi-Fi 7
接下來,我們再看看Wi-Fi通信能力方面。
今年上半年以來,關(guān)于Wi-Fi 7的新聞越來越多,吸引了行業(yè)及消費者的廣泛關(guān)注。
事實上,目前主流的Wi-Fi 6技術(shù),自從2019年正式發(fā)布,至今也只剛過去了三年。由此可以看出,Wi-Fi技術(shù)的更新迭代,明顯加快了速度。
作為移動通信網(wǎng)絡(luò)的重要補充,Wi-Fi被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機、平板電腦及智能家居等領(lǐng)域,給用戶帶來了極大的便利。在早期手機數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量價格較高、信號覆蓋較不完整的情況下,Wi-Fi可以有效降低網(wǎng)絡(luò)使用成本,彌補蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋缺陷。

時至今日,移動通信網(wǎng)絡(luò)已非常發(fā)達,但人們?nèi)匀粚i-Fi存在強烈需求。它與家庭光纖寬帶技術(shù)相搭配,共同組成F5G技術(shù)路線,是行業(yè)重要的發(fā)展方向。
對于用戶來說,Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的痛點,主要集中在兩個方面,一是速率,二是穩(wěn)定性。
在技術(shù)溝通會上,聯(lián)發(fā)科詳細介紹了Wi-Fi 7的技術(shù)特性,以及其帶來的全訪問用戶體驗提升。
聯(lián)發(fā)科認(rèn)為,Wi-Fi 7帶來的技術(shù)提升包括三個方面,分別是吞吐率的提升,時延的改善,以及網(wǎng)絡(luò)資源的有效管理。換言之,就是更快、更穩(wěn)、更高效。
吞吐率方面,Wi-Fi 7采用了4K-QAM這樣的更高階調(diào)制,使得調(diào)制符號可以承載12bit的數(shù)據(jù)量,相比Wi-Fi 6的最高調(diào)制方式(1K QAM,調(diào)制符號承載10bit),可以獲得20%的速率提升。
除了調(diào)制方式升級外,在頻率帶寬上面,Wi-Fi 7開放到了320MHz,相對Wi-Fi 6的160MHz帶寬,實現(xiàn)了2倍的吞吐。
Wi-Fi 7還有一個特有的技術(shù),類似蜂窩移動通信中的載波聚合技術(shù),名字叫MLO(Multi-Link Operation,多鏈路操作)。這個技術(shù)可以同時讓2.4G、5G、6G頻段的通道疊加使用,進一步提升吞吐率。
聯(lián)發(fā)科認(rèn)為,上述三項技術(shù)相疊加,Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6應(yīng)該可以達到2.7倍吞吐率的提升。

再來看看時延方面。
剛才提到的MLO技術(shù),除了提升吞吐率之外,還有助于改進時延。
它可以同時偵測2.4G、5G、6G頻段,判斷哪個頻段是相對無干擾的,然后優(yōu)先使用,以此達到降低時延或掉包率的目的。
根據(jù)聯(lián)發(fā)科的實測數(shù)據(jù),采用Wi-Fi 7 MLO技術(shù)的情況下,相對于只使用單頻段的Wi-Fi連接,時延能夠下降80%,達到20-30ms。如下圖所示。

對于手游來說,這個時延下降帶來的體驗是非常明顯的。用戶不會感知到卡頓,游戲會感覺更加流暢。
在網(wǎng)絡(luò)資源管理方面,聯(lián)發(fā)科介紹了MRU(Multiple Resource Unit)這個技術(shù)。
MRU是一種信道管理調(diào)度技術(shù)。為了方便理解,聯(lián)發(fā)科舉了一個例子進行說明:
在一個四車道的高速公路上,如果第二個車道發(fā)生事故(頻段出現(xiàn)干擾或擁塞),交警為了排除事故,可能將第三和第四個車道同時關(guān)閉。這樣的話,就會導(dǎo)致整個高速公路的通行能力,下降四分之三。

而采用MRU技術(shù)之后,當(dāng)?shù)诙€車道發(fā)生事故,交警只需要關(guān)閉第二個車道,第三和第四個車道繼續(xù)開放。這樣一來,高速公路的通行能力只下降了四分之一。
前后兩種情況相對比,網(wǎng)絡(luò)效率提升了3倍,可以顯著改善用戶體驗。
總的看來,Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6的提升是非常顯著的,我們有理由對它產(chǎn)生更大的期待。

它所帶來的超高速率、超低時延、超大容量網(wǎng)絡(luò)體驗,將繼續(xù)與5G完美搭配,激活更多的C端和B端業(yè)務(wù)場景,推動消費者的數(shù)字生活品質(zhì)升級,以及行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的落地。
在媒體問答環(huán)節(jié),聯(lián)發(fā)科表示,聯(lián)發(fā)科在Wi-Fi 7領(lǐng)域的布局,包括IP開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)上面,處于業(yè)界相對領(lǐng)先的地位。用戶應(yīng)該可以很快看到,聯(lián)發(fā)科發(fā)布支持Wi-Fi 7的產(chǎn)品(包括手機端和路由端)。
█?高精度導(dǎo)航
5G從R15發(fā)展到R17,既有對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力的不斷增強,也有對更多5G場景應(yīng)用的探索。
高精度導(dǎo)航,就是3GPP一直在著力推進的一個重點業(yè)務(wù)場景。
眾所周知,我們傳統(tǒng)的主流定位手段,是基于GNSS(Global Navigation Satellite System)系統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位。通過接收衛(wèi)星信號,結(jié)合地圖等App應(yīng)用,手機終端可以實現(xiàn)定位和導(dǎo)航功能。對于廣大用戶來說,這個功能的使用率極高,幾乎是出行必不可少的工具。

但是使用過這類導(dǎo)航定位應(yīng)用的讀者都知道,單純基于GNSS系統(tǒng)的定位其實在準(zhǔn)確率上存在不小的問題。
晴朗天氣及開闊環(huán)境下,GNSS定位的準(zhǔn)確率還比較高。但是,如果遇到陰雨天氣,或者進入樹林、隧道、地下停車場等環(huán)境,定位的準(zhǔn)確率就會大幅下降。
針對這個痛點,聯(lián)發(fā)科提出了名為MPE的解決方案。
MPE的全稱叫做MEMS-sensor Positioning Engine,MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器定位引擎。

這是一種微機電傳感器和GNSS技術(shù)相融合的技術(shù)。在室外GNSS定位時,會先定位一個校準(zhǔn)值。通過校準(zhǔn)值,把手機內(nèi)MPE的傳感器(例如加速器、陀螺儀、磁力計等)都校準(zhǔn)好。
校準(zhǔn)完畢之后,當(dāng)手機終端進入隧道等無衛(wèi)星信號的區(qū)域,就可以借助微機電傳感器,持續(xù)向用戶提供穩(wěn)定的導(dǎo)航輸出定位點。
如果是直線行進,加速器和陀螺儀就會知道目前的軌跡是往前的。如果有大幅度的轉(zhuǎn)彎,磁力計就會進行感知,然后提供導(dǎo)航定位點。
MPE的定位精度可以達到5米。隨著時間推移,磁力計等傳感器無法校準(zhǔn)的時候,會自動將定位功能切換到傳統(tǒng)的NLP(Network Location Provider),也就是借助Wi-Fi進行三角定位。這種定位的精度會更低。
在實際場景測試中,采用不同的姿勢切換,在一個正方形的軌跡進行繞圈,2023旗艦明顯比2022旗艦表現(xiàn)出色,可以將場景定位誤差減小到10米以內(nèi)(GNSS在這種場景定位誤差是12米左右)。在隧道或地下車庫場景,2022旗艦進地下道大概是9秒就沒辦法定位了,而2023旗艦可以堅持60秒以上。

對于駕駛員來說,這樣的定位精度提升,以及定位有效時長的增加,毫無疑問是非常有幫助的,會顯著減少駕駛員對方向迷失的焦慮。
聯(lián)發(fā)科表示,2023年旗艦手機的一個重要技術(shù)趨勢,就是實現(xiàn)對北斗三代的支持。北斗三代有一個新的衛(wèi)星格式——B2b,可以提供高精度導(dǎo)航,精度達到厘米級。
聯(lián)發(fā)科還提到了歐洲的伽利略定位系統(tǒng)E5b,其優(yōu)點就是在可以在高維度讓用戶達到初次定位。初始定位是指:手機平常要省電,不開啟GNSS。當(dāng)你需要定位服務(wù),啟動APP,可以實現(xiàn)快速定位,縮短等待時間。
對最新GNSS技術(shù)和衛(wèi)星格式的支持,是2023年旗艦手機的基本需求。
█?結(jié)語
聯(lián)發(fā)科技術(shù)溝通會上發(fā)布的技術(shù)信息很多,可謂干貨滿滿。限于篇幅,小棗君就先重點介紹這么多。
近年來,在vivo、OPPO、小米、華為等廠商你來我往的較量下,手機市場的競爭可以說是日趨激烈。激烈競爭的直接結(jié)果,就是手機性能的不斷提升,以及大量創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用。
手機是消費者接入網(wǎng)絡(luò)最重要的工具之一。在新的終端形態(tài)出現(xiàn)之前,人們對手機的性能和功能需求是無止境的。作為手機的心臟,手機SoC芯片的能力,直接決定了手機的能力,以及手機的市場競爭力。
作為芯片領(lǐng)域的頂流廠商,聯(lián)發(fā)科近些年來在芯片技術(shù)上可以說是突飛猛進。他們推出的天璣系列SoC,從天璣1000(2019年11月發(fā)布)到頂級旗艦天璣9000(2021年12月發(fā)布)和天璣9000+(2022年6月發(fā)布),憑借極佳的性能表現(xiàn),贏得了用戶的認(rèn)可,實現(xiàn)了品牌全位逆襲。

如今,天璣系列SoC,已經(jīng)躋身行業(yè)頂級旗艦SoC芯片的行列。
聯(lián)發(fā)科在技術(shù)溝通會上所介紹的前沿技術(shù),會在2023年旗艦手機中得以應(yīng)用。隨著2022即將進入尾聲,即將發(fā)布的下一代天璣旗艦芯片能否再次奉上驚喜,讓我們拭目以待。