体验5G手机:理论峰值2200Mbps 速率是现在的7-8倍

时间:2019-05-14 09:44:02 采编:wzx 阅读:

[摘要]2019年是5G预商用之年,也意味着是各类5G基础设施、5G终端、5G应用不断调教的关键一年。虽说真正的应用在这一年还没能落实到千家万户,但商用版仍将陆续发布,并进入部分人群的生活。通过实践、反馈,进一步优化体验。这也是新技术更迭的必然过程。

  20天。

  如果让你去美国一座城市呆20天,可能是一件让人兴奋的事;但若是让你在这座城市的某栋办公楼待这么久,而且只为反复斟酌某一个环节的优化,就未必如此了。

  但这构成了新一代信息通信技术快速迭代过程中,5G技术专家们的日常。

  2019年是5G预商用之年,也意味着是各类5G基础设施、5G终端、5G应用不断调教的关键一年。虽说真正的应用在这一年还没能落实到千家万户,但商用版仍将陆续发布,并进入部分人群的生活。通过实践、反馈,进一步优化体验。这也是新技术更迭的必然过程。

  近日,21世纪经济报道就进入了一个带有5G宏站的空间中,感受5G手机终端的体验。

  5G体验到底怎么样?

  记者进入的空间是OPPO北京超级旗舰店,中国移动专门在这里搭建了一个5G宏站,为场馆内的5G体验提供支持。

  先看看传输速率。现场展示的手机显示,5G测速达到了2200+Mbps下载速率,远远超过目前手机端一般峰值在1-2Mbps的下载速率。

  当然,现实情况下并不会达到这么高。现场的5G技术人员解释道,手机展示的只是理论值,真正实际网络应用中,会因受到各种外部因素影响,而压缩现实速率,达不到理想值。

  那么目前测算的显示情况下会达到怎样的体验呢?技术人员的答案是,4G在当前实网中的不同地方,效果差异也很大。

  按照OPPO官方提供的数据,在外场测试中,Reno 5G版可实现1049Mpbs的下载速率,同等情况下对4G手机提升了大约7.9倍。这意味着5G网络下,能在几秒时间内下载一部1080P清晰度的电影;在线视频能够任意拖动时间线,无需等待内容加载。上传速率则达到102Mbps,同等情况下对4G手机提升约8倍。

  时延方面,外场测试中,Reno 4G版时延为45ms ,5G版时延则约16ms,降低了65%。而用Reno 4G和Reno 5G版下载1GB左右文件,功耗可以近乎一致。

  展示的另一个应用是云游戏。早在MWC期间,包括OPPO在内的几家厂商纷纷展示了这一应用。

  据5G技术人员介绍,比如PlayStation级别的游戏,直接用手机运行必然会非常烫手而且耗电。从技术角度来看,云游戏画面比平常手游更加精美,3D渲染的效果也更好,这样庞大的工作都交给了云端服务器完成。再利用5G的短时延、高速率特性,及时下传到本地,无需手机处理。这时候,手机终端可能只是作为一个显示屏呈现信息。“这在4G阶段很难做到。4G网络真实落到每个人,可能只能分到1-2Mbps带宽,但5G网络的目标是让你能有100Mbps。”

  现场的技术人员向21世纪经济报道记者解释道,5G通信技术下提升传输速率有两种方式,其一是将带宽变宽,其二则是必须使用4*4的MIMO天线。一部5G手机中,将配备多个MIMO天线进行支持。

  这种在5G手机中使用的MIMO天线,这是一种多输入多输入的技术,类比到开车过程中,可以理解为,一般使用4*4的MIMO天线,也即把传输信道分成了4条独立的车道。这无异于是对原有单车道传输能力的加倍升级版。

  这位人员告诉记者,此外还有外部条件,总体来说,5G是一个庞大的产业链,除了手机终端之外,还有基站设备、核心网、传输网、接触网等等,这些设备背后的厂商也各不相同,意味着现场一个宏站的调试,要对接包括华为、中兴、爱立信等在内的一众通信设备厂商,进行联合调试,这也是一个不断优化的过程。

  现场架设的宏站,由于面积较大,实际上一般用在室外,其辐射面积大概能到几公里范围。

  5G商用手机有什么不同?

  再看应用的主要承载物——手机终端。

  早在今年2月,诸多手机厂商就相继在MWC上发布了旗下5G手机,但当时还没有能真正上手看到的。但现在,在国内入手一台5G手机已经指日可待了。

  OPPO在近日宣布启动5G星火计划,并面向全国公开招募首批5G体验官,他们将有机会体验OPPO Reno 5G版手机。

  那么一台5G手机的生产,与之前代的手机有什么不同?

  这要从源头说起,由于目前真正支持5G技术的系统级芯片(SoC)尚未实现量产,产业链厂商采用的方法是,在4G基础上加一个“外挂”,以便在有5G网络的场景下,可以实现相应的效力。无疑,这首当其冲就是对功耗的挑战。

  而5G手机还需要同时支持2G-5G的网络以及Wifi和GPS,对天线等内部硬件的数量和功耗等也有了更高要求。

  OPPO的5G技术专家向21世纪经济报道等记者解释道,以往中国手机厂商把元器件直接买-装-卖的流程已经不适用。厂商已经加入元器件的研发环节。

  芯片更是如此,据该专家介绍,他就曾专门前往美国高通公司待了20天,研究探讨的一大课题就是降低功耗。

  “当前的5G是NSA(非独立组网)模式,有两条“腿”,一条是4G,一条是5G,4G的LTE (网络制式)leg加上NR(接入网) leg,这两条腿加起来构成了5G NSA。当终端到了5G小区覆盖区域之后,如果网络允许,它会把5G那条腿给补上。既然两条腿,耗电按道理会加倍。但基于现有的电池容量限制,加上其他组件都要电量,总续航时间会下降。所以在这方面我们进行了系统级由底层到上层的全方位优化,这个优化还在不断完善中。”他进一步解释道,功耗和稳定性是5G的两大痛点,当前底层系统芯片中,4G和5G调制解调器并非容纳在同一个SoC中,虽说高通骁龙855芯片在制程提高上有诸多优化,但因为5G调制解调器这个因素的加入,功耗整体仍会比当前的4G大一些。

  从整体研发5G手机产品的角度,需要突破三大方向:天线,内部整机空间设计,软件应用。

  在天线方面,因为要比4G承载更全面的信号传输能力,OPPO Reno 5G版比4G多了4跟天线,达到11跟。但如何放进手机中,又不让天线之间产生信号干扰是一个难题。

  据介绍,Reno 5G的外体采用了铝合金中框,全面屏和天线RF(射频)信号会产生互相干扰;每个频段的天线有自己的特性,也会有互相干扰;而手握也可能会造成信号中断。

  因此在ID设计之初,技术人员就把天线的馈点和位置定好,在此后的打磨、注塑、激光焊接各工序中,还一直要确保天线连接的稳定性。OPPO有一套智能算法,根据当前的基站信号和使用情况,对使用场景进行识别(比如电梯、高铁),从而用上天线、下天线等动态切换进行信号优化。

  射频有类似的问题,如何把射频的元器件和前端天线、后端5G Modem(调制解调器)芯片结合在一起,也很有讲究。

  射频元器件因为5G模块的加入,需要加入独立的射频管理模块,如5G电源管理模块等,

  因此必须在一个面积是22毫米×29毫米的单面PCB板上,把300多个IC芯片和元器件放进去,并确保稳定地工作,确保EMC电磁兼容,这就需要进行各个层面的仿真处理,比如CAE(计算机辅助工程)仿真,PDN(电源分配网络)仿真等。

  总体来说,目前市场上的5G手机,搭载的芯片为5G modem外置式,尚不是一个完整的5G独立系统级芯片。该名专家表示,从行业技术演进来看,大概在2020年可以出现全部集成到一个系统级芯片的情况。也即,大规模商用到普通用户,时间点是从2020年开始。“如果这个条件具备了,运营商那边再配合资费调整,这些都会促进大规模商用。至于目前讲的功耗问题,这是因现有架构决定的,它先天有点不足。我相信到了明年,随着SoC的实现以及第一代产品的各种反馈,优化会越来越多。”

  技术专家介绍道,目前OPPO针对5G手机的功耗问题,在深圳成立了专门实验室,建立了11类大模型进行模拟,每一个大模型中,又细化到5-7个不同的小模型。“我相信明年这个时候或者明年年初,我们的优化场景库可能会扩展到100多个,基本上可以把一个普通用户经历的各个场景大部分仿真出来,提出针对性的优化策略,这样可以把功耗降到一个可控的程度。”

  5G手机进展有多快?

  早在5G商用加速推进的进程中,关于6G的研发也被提上日程,显示出这是一个通信技术快速迭代和应用的时代。

  实际上,在基础的探索性工作准备完毕后,OPPO的5G商用手机正式推出,前后耗时约9个月。而在早期原型机测试时,那还是一个类似冰箱一样大的物件。

  按照前述技术专家的说法,早在2018年9月,3GPP R15标准冻结后不久,OPPO就开始搭建各类仿真环境,进行相关测试。比如探索5G极限吞吐率时,原型机的初级阶段极其烫手,需要两个电扇对着吹还得外加冰块。此后才逐渐一路随着3GPP关于标准等的探讨,逐步做小,变成了如今的5G商用手机。

  到了今年5月,手机厂商的研发人员更加忙碌了起来。OPPO全世界的员工都在24小时待命,以“8+8+8”的接力模式,进行现场测试,以便更快速地记录、分析并解决问题。

  “所以经常可以看到我们的同事带着小白壳手机,上面接了N根天线,然后插着电脑跑来跑去,在各地进行各种测试,这个测试跟真实基站下面的测试没有什么差异。”该名专家介绍道。

  当然,这只是初级阶段,随着5G整个产业链的稳定和成熟,未来会采用常规化的持续性工作模式来进一步优化。

  “从我看来,5G技术属于一种自然演进,不是从天上掉下来的新东西,它是一个通信技术的每隔10年一次大进步的产物,就像3G到4G一样。前面都是必要条件,必须具备这些实力,才能够做出一个比较好的5G手机。”该名专家如是总结道

来源于:21世纪经济报道
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