技术分析53期高通骁龙X12LTE基带解析

　　【YUHOU.CN资讯】高通在3G/LTE的大会上公布了全新升级的X12LTE调制解调器，它将会率先集成在高通骁龙820的芯片上。当然，X12LTEModem也能作为分离式芯片组推出，这意味着即使不采用高通骁龙芯片，它也能与其他SoC进行搭配使用。无线连接能力一直是高通的强项，这次亮相的最新X12Modem，亮点在于其支持更高的LTE-A速度，下行达到Cat12级别，上行更是Cat13。对比市场上的其他竞争对手，华为麒麟最高LTE连接速度是Cat10，联发科为Cat6，在商用这条道路上，高通显然对于LTE有更强大的控制力。

　　连接能力解析

　　X12Modem的连接能力包括LTE、WiFi和LTE和WiFi的融合，其拥有3个明显的特征：支持LTE-A，下行支持Cat.12，最高速度600Mbps，上行支持Cat.13，最高速度150Mbps；LTE-U与LWA的支持，其是第一款支持非授权频谱连接融合的芯片，能够支持2x2的MU-MIMO与802.11ad技术；支持WiFi和LTE的高清语音和视频通话，无缝在WiFi、2G、3G、LTE之间切换。

　　基于载波聚合的4G网络便是运营商重点推广的4G+网络，通过载波聚合技术，在同样的信道里可以传输更多的数据。

　　LTECat12速度

　　全新的X12LTE调制解调器，支持Cat12、Cat13层级标准，理论上支持下行600Mbps、上行150Mbps。与前代产品相比，下载和上传速度分别提高了33%和200%。X12LTEModem能够作为分离式芯片组推出，通过下行三载波聚合（3x20MHz）和256-QAM（一种信号调制技术），实现高达600Mbps的下载峰值速度；通过上行的双载波聚合和64-QAM，实现高达150Mbps的上传峰值速度。

　　通过载波聚合，下行可以实现三载波聚合，上行可以实现双载波聚合。运营商能够使用更多的频谱，因为全球范围内，运营商所获得的频谱并不会是连续的，所以载波技术可以把这些分散的频谱资源整合，以扩充LTE的容量，提高速度。此外，通过4x4MIMO和UDC和QAM等技术手段，运营商也能进一步压榨单一频谱的性能，这种新的调制方式在单一信道上，能够让数据传输速度更快，适合LTE数据密度需求很大的运营商采用。

　　简单来说，载波聚合便是多频谱的组合，而4x4MIMO、UDC、QAM则是单一信道上的调制方式，同样也能提升网络容量。往下我们会对4x4MIMO和UDC进行讲解。

　　以下为高通LTEModem各层级信息表格：

　　高通骁龙LTE调制解调器级别X12X10X8X7X5芯片组骁龙820（9x40/9x45）骁龙810、808骁龙620、618、4259x30/9x359x25/9x28骁龙415/210载波聚合下行3x20MHz&256-QAM上行2x20MHz&64-QAM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

　　下行：Cat12上行：Cat13

　　Cat9Cat7Cat6Cat4下行峰值600Mbps450Mbps300Mbps300Mbps150Mbps上行峰值150Mbps50Mbps100Mbps50Mbps50Mbps全球模式支持支持制式LTEFDD/TDD、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA、CDMA2000、GSMLTE广播支持多SIM卡LTE双卡双待双通LTE双卡双待

　　骁龙820是首款支持LTE4x4多输入多输出（MIMO）技术的处理器，能够实现单LTE载波的容量提升，同时在上行方面加入上行数据压缩（UDC）技术，大大减少上传时延和提高网页加载速度等。

　　三频MU-MIMO

　　X12Modem另外一个特征便是其WiFi连接能力，它包括了三频的MU-MIMO，具体说来便是拥有802.11ac和802.11ad的WiFi连接能力，能够工作在三频上，包括2.4GHz、5GHz和60GHz。通过2x2802.11ac和MU-MIMO技术，速度可以实现50%的提升，而2x280MHz的11ac峰值到达867Mbps，而11ad的峰值速度能够达到4.6Gbps。

　　11ad由于工作在60GHz的高频段，因此适合较近距离的无线连接分享，如4K视频串流、点对点大型文件分享。因应环境的变化，系统会自动向下切换到穿透力较强的5GHz或者2.4GHz频段的11ac进行连接，这当中的切换是无缝的，用户并没有强烈的感觉。当然，MU-MIMO便是多用户多进多出的协议，它能够连接不同的热点和在热点上连接不同的终端，充分保证天线能够被充分利用。当然除了ac和ac，其还会向下兼容11n/b/g，确保信号的广覆盖。

　　LTE与WiFi融合

　　骁龙820处理器拥有先进的融合技术，包括LTE与Wi-Fi间融合、授权频谱与非授权频谱间融合，如LTE-U与LWA，这些都能大大提高WiFi的利用效率。

　　LTE与WiFi的融合其实并不是什么特别遥远的技术，其核心便是要解决一个网络容量和切换的问题。LTE和WiFi的技术在以往发展，实际是两条不同的技术路线，不过它们的落脚点却总是相同的，那便是为用户提供更佳体验的连接。以切换功能为例，语音通话究竟是通过LTE还是WiFi，消费者实际并不关注，当然他们也不需要了解，他们只要求最优质的通话质量。既然LTE与WiFi是并不相同，因此它的融合当然会有技术门槛，而X12Modem的融合能力便是解决两种技术的互操作和互切换，提高用户的体验。

　　现在大部分的语音通话依然通过2G\3G，而LTE的通话便是我们所说的VoLTE，这对于4G网络的覆盖要求很高，这也是从模拟语音直接过渡到数据网络IP端对端的语音变化。LTE与WiFi的融合是未来的发展趋势，它重点依然是解决网络容量。高通X12Modem优化了网络认知和切换的功能，用户使用的时候，语音和数据更加无缝和更加方便地在LTE和WiFi网络之间切换，并不需要用户手动操作，当然这种切换也会是无声无息。

　　以北美地区的运营商做例子，他们正在部署VoLTE和视频通话。只要在Wi-Fi接入的地方，运营商会将视频通话的流量推向Wi-Fi，因为视频通话非常地占用频段资源；在有LTE的地方，设备会自动选择支持VoLTE通话还是Wi-Fi网络，主要依据它们各自的网络信号、拥挤程度、信道质量等等。

　　如果大楼中没有LTE网络，只有Wi-Fi，那么它们必须要保证这个原来在VoLTE上完成的通话也能顺利切换到WiFi网络当中。当中的关键便是VoLTE与WiFi的无缝转换，相信很多人都遇到过这样的情况，当你拿电脑或者是拿一个无线的设备进行视频通话，无论是从Wi-Fi网络转到蜂窝网络，还是从蜂窝网络转到Wi-Fi网络，中间都会出现掉线的情况，而X12Modem便是需要把这种切换的干扰做到最低，令用户察觉不了。

　　UDC压缩

　　X12Modem对于上行的需求开发了一个新功能，能提高上行的速度，那便是上行链路数据压缩（UplinkDataCompression），简称UDC。这个技术适用于降低上行延迟和数据量的数据，最常见的便是网页浏览。在大部分的时间里面，我们都认为浏览网页的数据是下行，不过实际上这是一系列任务同时并发的操作，上行和下行也需要。

　　我们在浏览网页的时候，其对数据延迟是非常敏感的。当网络中的延迟和等待时间增加，数据便会被服务器退回来，而通过UDC上行链路数据压缩，能够压缩所有的数据。当我们在下载网页的时候，大概会有10-15个任务并发，假如当中有一个连接很慢，为了确保数据完整传达，当中的传输便会停滞。通过对数据的处理压缩，多个任务的并发也能提高传输效率，确保数据完整传达，减少延迟。

　　天线技术

　　闭环天线调谐器，可在实际网络条件下动态地优化射频性能，能减少通话掉线、提高小区边缘能力等。而4x4MIMO也是重点需要留意的技术，因为现在运营商手上可用的频谱资源比较少，所以他们必须要确保在有限的资源里面能够挤压出更多的空间，从而确保用户体验的最大化。4×4MIMO是在一个无线电信道里设置4个空间流，因而可以实现目前2x2天线配置吞吐量的翻倍。

　　面对越来越复杂的无线连接，其能够令LTE、Wi-Fi之间的多种天线共享，这样不但可以设计出支持LTE-U、4x4LTEMIMO和双频Wi-Fi等技术的终端，同时能令厂商的天线设计难度降低，对于手机等终端的外观设计是有帮助的，尤其是金属材质的手机。

　　集成在骁龙820

　　高通X12Modem会率先集成在骁龙820旗舰芯片上面，关于高通骁龙820我们已经了解比较多，包括其CPU、GPU、SpctuaISP、蓝牙等。集成了Adreno530GPU、Hexagon680DSP、智能保护安全技术，当然最重要的是，高通骁龙820终于回归到定制架构的路上，在Krait架构后，高通820搭载自家首款定制的64位KyroCPU架构内核，主频可达2.2GHz，性能是骁龙810的两倍，采用14nmFinFET制作工艺。在定制架构下，高通着力提高单核的处理能力，其会是一个四核的结构。

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