智东西(公众号:zhidxcom)
文 | Kiva

2019年被誉为5G元年,一开年大众对5G应用的期待就被全面点燃了。在春节期间,华为更是基于5G技术,直播了4K分辨率的春晚,不仅为普通观众提供沉浸式的春晚观看体验,更是让远在万里之外异国他乡的华人华侨们也能收看到低延时、无卡顿的春晚直播。

目前,移动通信领域的年度盛会MWC2019临近(2019世界移动通信大会,将于2月25日-28日在西班牙巴塞罗那举行),各大智能手机厂商都在纷纷宣布在5G智能手机上的进展。华为、小米、LG、中兴等都已宣布将在MWC2019上带来5G智能手机,这更是吊足了大众对5G终端设备的期待。

如果要问5G终端通讯能力的核心元件是什么,5G基带芯片当之无愧。因此,5G智能手机之争,最关键的就在于5G基带芯片。1月24日,华为重磅发布了终端5G基带芯片巴龙5000,正式开启了在5G终端应用上的探索之路。

近日,华为5G芯片专家与智东西等媒体分享了巴龙5000的最新进展。在这不到一个月的时间里,华为与合作伙伴基于巴龙5000芯片,在5G端到端应用上获得了多项突破与进展。智东西将通过对这五大案例的详细解读,揭秘华为在5G端到端应用上的实力与优势。

一、5G终端通信芯片巴龙5000的六大优势

一年前,在MWC2018上,华为重磅发布了世界首款3GPP标准的5G商用芯片巴龙5G01。

当时,巴龙5G01就具备了强大的通信能力:支持全球主流5G频段,支持Sub-6GHz(低频频段,5G的主用频段)、支持毫米波(高频频段,5G的扩展频段),理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率(当时竞品骁龙X24的最高下载速率是2Gbps),支持两种5G的组网方式,NSA(非独立组网,组合方式为4G核心网+4G基站为主+5G基站为辅)和SA(独立组网,组合方式为5G核心网+5G基站,不依赖LTE)。

巴龙5G01是5G标准冻结后,华为在业内第一时间发布的商用芯片,标志着华为率先突破了5G终端芯片的商用瓶颈,同时也意味着华为成为首个具备5G芯片-终端-网络能力、可以为客户提供端到端5G解决方案的公司。

时间进入2019年,5G产业的步伐进一步加快,产品开发和标准推进都在并行前进。2019年也被誉为是5G的元年。

一开年,华为就重磅发布了两款5G芯片:一款是终端5G芯片巴龙5000,另一款则是5G基站芯片天罡。

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华为5G芯片相关专家表示,与巴龙5G01不同的是,巴龙5000定位就是支持智能手机量产出货,而巴龙5G01则是面向于CPE(一种新型的无线终端接入设备,可接收无线路由器/无线AP/无线基站等无线信号)。同时,他也详尽地介绍了巴龙5000的六大优势:

1、支持NSA独立组网和SA非独立组网两种架构

在5G组网方式上,目前已冻结的有NSA(非独立组网,组合方式为4G核心网+4G基站为主+5G基站为辅)和SA(独立组网,组合方式为5G核心网+5G基站,不依赖LTE)两种方式。而运营商出于成本和组网难度的考虑,会选择不同的组网方式。

巴龙5000支持NSA和SA两种组网架构。这样的好处是可以更好地支持运营商网络建设,实现5G的较好覆盖。而如果运营商最开始采用NSA架构,当后续升级到SA架构时,基于巴龙5000的产品可通过软件升级的方式自动过渡到SA,基于巴龙5000的终端仍然可继续工作,而高通的骁龙X50仅支持NSA架构,待运营商升级完成后,基于X50的终端很可能将不能使用5G网络。

2、支持FDD和TDD实现全频段使用

巴龙5000支持全频谱,支持LTE的TDD和FDD两种网络制式。一些运营商希望用低频频段来实现5G的覆盖,比如用600MHz或者700MHz的FDD频段实现5G网络部署。巴龙5000也将这种情况考虑在内,实现了TDD和FDD两种网络制式的全频段支持。高通的骁龙X50虽然也支持FDD,但仅在几个特殊频段支持。

3、支持Sub-6GHz100MHz双载波聚合宽带

巴龙5000支持Sub-6GHz下的100MHz双载波聚合宽带,可以达到200MHz的带宽,可以更好地与运营商的频宽适配。比如中国移动在N41这个频段上实现了160MHz带宽,搭载巴龙5000的终端将可以完美地与其实现通信。

4、主用频段Sub-6GHz频段,下行峰值速率可达4.6Gbps

在用户感知最明显的通信速率方面,巴龙5000也有着优秀的表现。在5G的主用频段Sub-6GHz频段,巴龙5000下行峰值速率可以到4.6Gbps,在实测下,如果按照8:2时隙配比计算,速率则在3.2~3.3Gbps之间,相当于高通骁龙X50的2倍。

5、支持高频的毫米波技术

毫米波是此前无线电频谱顶部未使用的频段,具有高传输速率、可短距高频应用等特点。但毫米波也有其局限性,如信号衰减快、绕射能力弱、易受阻挡、覆盖距离短等缺点。作为5G通信的扩展频段,毫米波一直被认为对通信技术的发展至关重要。

巴龙5000支持800MHz带宽的毫米波通信,下行速率最快达6.5Gbps(是4G LTE可体验速率的10倍),上行达3.5Gbps,是目前业界最快的速率。

6、上行链路和下行链路解耦

目前5G的主要频段是3.5GHz和4.8GHz,大家知道LTE频段比较低,有700MHz、900MHz和1800MHz等,相比之下5G的3.5GHz属于高频,会带来上行严重不足的问题。

为此,华为想到了上下行解耦的解决方案,把3.5GHz频段用于下行,切一个低频给上行,这样的话用户既能享受3.5GHz的大带宽和高速率,又能解决高频上行不足的问题。这是巴龙5000的独特优势,业界暂时还没有其他芯片支持这一特性。

此外,巴龙5000还面向更广泛的终端商用场景。比如,巴龙5000与麒麟980结合就形成了一个完整的手机方案;巴龙5000还支持车联网无线通信的R14 V2X标准(4G的V2X标准,2018年6月份左右冻结;而5G的V2X标准,预计到2020年3月份左右才能冻结),给车载体验增加更多的亮点;巴龙5000还可以支持家庭宽带的解决方案,比如CPE。除此之外,巴龙5000还将面向工厂、能源等多个垂直行业。

 二、巴龙5000再获五大突破性进展

在巴龙5000芯片发布后,华为与中国移动、中国联通、是德科技(Keysight)、罗德与施瓦茨、安立等合作伙伴,基于巴龙5000这款终端5G基带芯片,展开了5G端到端的五个重要试验。

其中的每一项试验都具有突破意义,标志着中国在5G端到端技术落地上迈出了重要一步。

1、联手中国移动,实现2.6GHz频段SA架构下的首个5G端到端通话

今年1月,华为与中国移动在杭州做了一个端到端的外场业务验证,基于巴龙5000芯片成功打通业界首个2.6GHz频段大区集中SA(独立组网)架构下的5G端到端通话,整个过程下行峰值远超1Gbps。据了解,该测试从终端芯片、终端CPE、基站、核心网整个一套都是华为提供的,终端芯片则正是基于巴龙5000。

这一试验有着三大看点:

首先,在5G频谱中,3.5GHz频段是被公认的优势频段,其产业链也非常成熟,国际协同性也非常好。而在2.6GHz频段业内经验不足,国际协同性也不如3.5GHz频段好。并且,由于该频段曾被用于4G通讯,在进行5G通讯布局前还需要进行频率清理,因此组网速度会受到影响。

其次,这一测试基于的是SA组网架构,SA标准冻结时间是在2018年6月,相比于NSA标准冻结时间晚了整整半年。

最后,这是一个外场试验。之前我们听到的很多测试活动都是在实验室的理想环境下进行的,很多干扰条件已被排除在外。而在外场试验中,将涉及大量的4G/5G现网的干扰。

当国内5G频谱划分尘埃落定后,中国移动被分到了2.6GHz频段的频谱资源。此次,中国移动与华为携手,攻克了重重难关,完成了这个业界首个基于2.6GHz NR大区集中SA架构下端到端的真实业务演示。这一演示的成功完成,充分说明2.6GHz频段的产业生态,尤其是商用终端芯片,正在加速成熟,同时也说明华为5G端到端解决方案的领先,已具备成熟的商用能力。

2、携手中国联通,基于现网运行设备和巴龙5000实现超高网速视频传输

2月3日,华为与中国联通宣布,基于中国联通北京分公司现网运行设备,验证了采用巴龙5000芯片实现了超高网速的视频传输。基于超大带宽、超低时延和超高可靠的联通5G网络,巴龙5000实现了理论上可达2.5Gbps的上行峰值速率,可以更好地支持VR直播等超宽带业务的移动直播。

这一试验有两大看点:

首先,与上一个案例一样,这同样是在外场环境下进行的,非实验室的理想条件。

其次,基于NSA网络架构。据了解,在整个验证过程中,验证设备从核心网、承载网、无线基站全部使用中国联通北京分公司现网运行设备。

这也是业内首个基于巴龙5000的现网应用验证案例,标志着华为5G NSA端到端解决方案领先和成熟,同时也标志着5G关键元器件等技术取得重大突破。

3、基于是德科技的UXM 5G无线测试平台,实现3.3Gpbs下载速率

在产业发展的初期,仪器和仪表是非常重要的,无论是芯片还是终端,在进行完整测试的过程中,仪器仪表都发挥巨大的作用。

从2018年12月开始,华为基于巴龙5000,与是德科技进行联调,并使用是德科技的UXM 5G无线测试平台,成功演示了3.3Gpbs下载速率(4G LTE时代的理论下载速率为1.6Gbps),基于SA架构下,在200MHz带宽和4×4MIMO天线条件下实现的。

是德科技(Keysight)是3GPP 标准开发组的重要成员,其5G NR网络仿真解决方案功能强大,可以使移动设备生态系统能够在传导和空中(OTA)测试环境中验证新5G移动设备的性能,并在 Sub-6 GHz 和毫米波频率范围内加快5G技术部署。

这一案例表明巴龙5000与仪器仪表之间的互通已全面达成,同时也标志着仪器仪表5G通信方案的成熟。

4、联手罗德与施瓦茨,打通5G  NR Sub-6GHz信令电话

今年1月,华为与罗德与施瓦茨公司在华为北京通信实验室打通了5G  NR sub-6GHz频段信令电话。该方案使用罗德与施瓦茨公司的R&S CMW500和5G NR信令测试仪R&S CMX500,协同巴龙5000芯片平台,实现了5G主频sub-6GHz频段的NSA通话。

基于CMW500和CMX500的测试解决方案是R&S公司推出的全新的包含5G以及2G/3G/4G的全制式综测系统。这次信令电话的调试成功意味着华为和罗德与施瓦茨,在5G终端测试领域都向前迈进了一大步。

5、基于安立全新5G无线通信测试平台,实现SA/NSA模式下的信令对接

2月4日,华为宣布基于安立全新5G无线通信测试平台MT8000A,配合华为巴龙5000芯片平台实现了SA及NSA模式下的5G信令对接。这标志着,5G的试商用以及商用进程又被向前推进了一大步。

安立是日本最大的测试测量公司,是全球领先的测试测量器件、设备、系统制造商。其开发的安立MT8000A测试平台,是用于测试5G终端和芯片组的射频性能与协议功能的网络仿真器,支持Sub-6G和毫米波频段。

这些案例的实现,得益于巴龙5000是全球第一个支持2G/3G/4G/5G多模的3GPP标准的商用芯片组,不仅支持5G所有频段包括Sub-6 GHz和毫米波,还在全球率先支持NSA和SA组网方式,提供了一个完整的、全面的5G终端解决方案。

三、从核心网到终端芯片,华为5G全流程发力

在以上的几个案例中,除全部基于华为通信芯片巴龙5000外,有些案例从终端芯片、终端CPE、基站、核心网整个流程都基于华为的解决方案。可以让我们清晰地看到华为在5G移动通信领域全流程发力的实力。

在终端芯片方面,业内对华为的麒麟系列认知度较高,麒麟970是全球首款内置独立NPU(神经网络单元),具有AI计算能力的终端芯片。麒麟980更是7nm制程工艺落地、多核处理单元架构技术的尝鲜者。

大家可能不知道,华为的基带芯片巴龙系列其实比麒麟系列投入更早,华为最早做的终端芯片就是巴龙系列。据华为工作人员介绍,巴龙这个名字源于珠穆朗玛峰旁的一个海拔7013米的雪山,如此命名的寓意则是象征着攀登科技高峰。

除了巴龙和麒麟系列,华为的终端芯片中还有一个凌霄系列,面向家庭接入类产品,比如去年12月底发布的华为路由WS5200增强版就首次搭载了凌霄处理器。

其实,巴龙芯片的历史可以追溯到更早的时候,这个系列的名字定于2007年,2009年第一代产品巴龙210正式出货,2012年华为商用了巴龙710,这款产品也成为华为在4G LTE时代一个重要的分水岭,随后华为又推出了巴龙720、巴龙750、巴龙765等多款产品。

5G商用即将遍地开花!解读华为五大端到端5G应用方案

▲华为5G终端芯片巴龙5G01

巴龙芯片这前沿科技上,一直走在探索的最前沿,也给应用端带来更多价值。比如,与巴龙5G01相比,巴龙5000更加小巧了,据华为5G芯片专家介绍,其原因则是在标准未被冻结之前,华为做了大量的预判和准备工作,把能放的东西都放进去。虽然,其中有些协议最终没被标准采用,但对推动整个产业的发展都具有宝贵的价值。

尽管去年年底3GPP宣布,5G下一阶段协议冻结被推迟三个月,但这并没有阻碍5G产业的研发进展。在2019年一开年,我们就看到了华为作为全球领先的移动通信设备商,引领并推动5G技术向前发展,也在推动5G产业的落地不断向前迈步。

结语:华为5G折叠屏手机巴展可期

还有不到一周的时间,MWC 2019即将到来。作为全球移动通信领域的盛会,本次巴展上,我们将看到更多的5G亮点。而华为作为中国移动通信行业的先驱和全球领先的移动通信设备商,不仅将展示5G基础网络建设上的最新进展,还将重磅推出5G折叠屏手机。

华为5G折叠屏手机不仅将搭载华为自研的性能强悍的AI芯片麒麟980,同时还将搭载巴龙5000基带芯片,可实现5G网络通信,全力为5G通信做好准备。更为值得期待的是,华为的5G手机将是一款折叠屏手机,双重惊喜也更让大众对华为巴展发布会充满了期待。