隨著高通、海思、三星和聯(lián)發(fā)科紛紛祭出新一代5G SoC，智能手機(jī)的聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)即將拉開新的篇章。然而，細(xì)心的朋友不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題——都是5G SoC，它們的最大下行速度卻存在最高3倍的差距，是什么原因?qū)е铝?G網(wǎng)速的失衡呢？

下行速率的3倍之差

聯(lián)發(fā)科在發(fā)布天璣1000時(shí)，曾稱其是“全球最快5G單芯片”，理論最高（峰值）下行速率可達(dá)4.7Gbps。

作為對(duì)比，以驍龍855（外掛驍龍X50基帶）和麒麟990 5G（集成巴龍5000基帶）為代表的第一批5G Soc的最高下行速率卻只有2.3Gbps。

2019年12月初，高通發(fā)布了驍龍765和驍龍865兩款5G SoC。令人意外的是，哪怕是定位中端的驍龍765也擁有3.7Gbps的理論最高下行速率，而驍龍865更是可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)7.5Gbps的下行速率，是第一批5G SoC的3.2倍！

都是5G SoC，為啥天璣1000比麒麟990 5G快，而驍龍865又能秒殺天璣1000呢？難道5G SoC的網(wǎng)速是發(fā)布越晚性能越強(qiáng)嗎？

答案自然是否定的，這個(gè)問題我們可以從高通總裁Cristiano Amon在2019年高通驍龍科技峰會(huì)上的一張PPT上看出端倪——“Sub-6+mmWave is real 5G”，只有同時(shí)支持Sub-6和毫米波才是真正的5G。

但在正式介紹Sub-6和mmWave之前，我們還需了解一些關(guān)于5G網(wǎng)速的知識(shí)。

5G網(wǎng)速到底怎么看

我們以Exyno 980為例，看看三星官網(wǎng)對(duì)這顆SoC網(wǎng)絡(luò)性能的描述，它支持3種網(wǎng)絡(luò)模式，不同模式下的網(wǎng)速都是不一樣的。

5G NR Sub-6GHz 2.55Gbps（DL）/1.28Gbps（UL）

這一行信息是指Exyno 980在Sub-6G（5G標(biāo)準(zhǔn)頻段）下，其理論最高下行速率（DL）為2.55Gbps，理論最高上行速率（UL）為1.28Gbps。在這個(gè)模式下，Exyno 980的網(wǎng)絡(luò)性能其實(shí)是和驍龍855+驍龍X50和麒麟990 5G差不多的；

LTE Cat.16 5CA 1Gbps（DL）/ 2CA 200Mbps（UL）

這一行信息是指Exyno 980在傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，理論最高下行/上行速率分別為1Gbps（LTE Cat.16）和200Mbps（Cat.18）；

EN-DC 3.55Gbps（DL）/1.38Gbps（UL）

這一行信息是指Exyno 980支持5G雙連接（EN-DC）技術(shù)，在4G和5G網(wǎng)速疊加狀態(tài)下的理論最高下行/上行速率分別為3.55Gbps和1.38Gbps。

通過表1可見，聯(lián)發(fā)科天璣1000在Sub-6G頻段下最高下行速度是4.7Gbps，比Exyno 980在5G雙連接的速度還要快，這是為什么呢？

答案很簡(jiǎn)單，無論是驍龍855+驍龍X50、麒麟990 5G還是Exyno 980，它們都不支持Sub-6G頻段下的載波聚合（Carrier Aggregation，簡(jiǎn)稱CA）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)帶寬只有100MHz。而天璣1000則支持雙載波聚合（2CA），可以將2個(gè)100MHz的載波進(jìn)行聚合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于200MHz帶寬的利用，不僅可以將5G終端的5G信號(hào)覆蓋提升30%，上下行速率也因此提升了一倍，即從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的下行2.5Gbps→4.7Gbps，上行1.2Gbps→2.5Gbps。

載波聚合技術(shù)是指通過將多個(gè)連續(xù)或非連續(xù)的載波（Component Carrier，簡(jiǎn)稱CC）聚合成更大的帶寬，從而提高頻譜資源利用率，提升上下行速率，給用戶帶來更好的體驗(yàn)。載波聚合技術(shù)在4G時(shí)代就已經(jīng)有了比較廣泛的應(yīng)用，此前的4G+也正是通過載波聚合技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

據(jù)悉，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信此前已經(jīng)宣布在5G方面進(jìn)行共建共享。根據(jù)雙方達(dá)成的《5G網(wǎng)絡(luò)共建共享框架合作協(xié)議書》內(nèi)容顯示，雙方將全國(guó)范圍內(nèi)針對(duì)3.5GHz的200MHz 5G頻段（3400MHz-3600MHz）進(jìn)行共建共享。這意味著未來支持載波聚合技術(shù)的5G SoC將大有用武之地。

而5G SoC到底支不支持5G載波聚合技術(shù)，我們可以登錄芯片品牌的官方網(wǎng)站查詢，通過驍龍765和驍龍865的對(duì)比就不難發(fā)現(xiàn)只有后者才支持200MHz帶寬的雙載波聚合技術(shù)。

需要注意的是，巴龍5000和驍龍X50基帶其本身是支持載波聚合技術(shù)的，只是當(dāng)它們與麒麟990和驍龍855組合后，出于成本和定位的考量，海思和高通都取消了SoC對(duì)這一技術(shù)的支持。

5G網(wǎng)絡(luò)的兩大頻段

我們都知道，無線通信就是利用電磁波進(jìn)行通信。頻率是電磁波的重要特性，不同頻率的電磁波有著不同的特性，也因此適用于不同的領(lǐng)域。比如，3kHz~30kHz屬于超長(zhǎng)波（頻率越高波長(zhǎng)越短），主要用于超遠(yuǎn)距離的導(dǎo)航通信，而0.3MHz~3MHz的中頻到3GHz到30GHz的超高頻則可用于移動(dòng)通信。

從1G到2G、3G再到4G，不同時(shí)期的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)鎖劃分的電磁波頻率越來越高，其背后是為了滿足更高傳輸速率的需要。各個(gè)國(guó)家/地區(qū)、各個(gè)運(yùn)營(yíng)商在有限的頻率分配背后涉及到巨大的利益糾葛，當(dāng)年很多“全網(wǎng)通”手機(jī)都主打“5模”（TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM）、“13頻”、“17頻”......“32頻”，所支持的頻段越多則可兼容更多國(guó)家和地區(qū)的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，翻譯過來就是“走到哪都有信號(hào)”，限于篇幅本文我們就不針對(duì)網(wǎng)絡(luò)頻率的具體分配展開介紹了。

5G時(shí)代，3GPP在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)5G的頻率做出了規(guī)定，將其劃分為2大部分。其中頻率在6GHz以下（450MHz~6GHz）定義為Sub-6頻段（又稱FR1頻段），而24.25GHz~52.6GHz的部分就屬于mmWave頻段，也就是我們常說的“毫米波”頻段了（又稱FR2頻段）。

和2G/3G/4G時(shí)代相同，無論是Sub-6頻段還是毫米波頻段又被不同國(guó)家和地區(qū)的運(yùn)營(yíng)商“瓜分”。可以預(yù)見，未來的5G手機(jī)也有“x模x頻”之別，想實(shí)現(xiàn)真正的“全球通”需要購買支持更多Sub-6和毫米波頻譜的手機(jī)。

全球毫米波頻譜現(xiàn)狀

作為一款定位中端的5G SoC，高通驍龍765在不支持載波聚合技術(shù)時(shí)就能實(shí)現(xiàn)接近天璣1000的下載速度，驍龍865和Exyno 990的下行速率也能3倍于麒麟990 5G等競(jìng)品，支持的毫米波技術(shù)就是它們實(shí)現(xiàn)更極致5G網(wǎng)速的關(guān)鍵因素。

實(shí)際上，無論驍龍X50還是巴龍5000基帶，它們本身也是支持毫米波的。華為在2019年初公布巴龍5000的性能數(shù)據(jù)為Sub-6GHz頻段最高4.6Gbps（需搭配雙載波聚合技術(shù)），毫米波頻段可達(dá)6.5Gbps。

可惜，當(dāng)它們與驍龍855和麒麟990聯(lián)姻后，毫米波也隨載波聚合技術(shù)一起出局了。

深入了解毫米波

毫米波，即波長(zhǎng)在1mm到10mm之間的電磁波，通常對(duì)應(yīng)于30GHz至300GHz之間的無線電頻譜。相較于Sub-6頻段的4G/5G擁擠的網(wǎng)絡(luò)資源，高頻率的毫米波在通信上鮮有干擾源，電磁頻譜極為干凈，信道非常穩(wěn)定可靠，頻譜資源也更加豐富，可以分配給運(yùn)營(yíng)商許多連續(xù)的高質(zhì)量頻帶。

毫米波最大的優(yōu)勢(shì)還表現(xiàn)在提供了與光纖相當(dāng)?shù)膸拏鬏敐摿Γ瑫r(shí)也避免了部署有線光纖的成本和后期維護(hù)挑戰(zhàn)。基于Sub-6頻段的4G LTE網(wǎng)絡(luò)最大帶寬是100MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率不超過1Gbps，需要集成多個(gè)載波才能實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)帶寬。

毫米波頻段的5G網(wǎng)絡(luò)可用帶寬為400MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到10Gbps甚至更多。可見，下行速率剛剛超過7Gbps大關(guān)的驍龍865和Exyno 990還沒有“吃透”毫米波，它們還大有潛力可挖。

可惜，毫米波也存在很多先天缺陷：它的頻譜容易衰減，無法傳播到很遠(yuǎn)的距離。由于毫米波波長(zhǎng)短，衍射能力不強(qiáng)，它對(duì)建筑物的穿透力幾乎沒有，還受限于很多環(huán)境因素影響。比如水分子對(duì)于這些頻譜的吸收程度就很高，下雨時(shí)或穿過樹木、家具和人體時(shí)信號(hào)的衰弱非常快。

毫米波之所以沒能在第一時(shí)間普及，就好像SA（獨(dú)立組網(wǎng)）晚于NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）一樣。Sub-6是在全球范圍內(nèi)普及度最高，兼容性最好的頻段，所以絕大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都會(huì)優(yōu)先部署Sub-6基站，毫米波在短期內(nèi)難有大規(guī)模的商用工程。換句話說，至少在未來的1年內(nèi)，毫米波都不是5G應(yīng)用中的“剛需”，所以才會(huì)出現(xiàn)基帶支持但SoC卻不支持的怪現(xiàn)象。

美國(guó)是推廣毫米波力度最大的國(guó)家之一，因?yàn)樵搰?guó)家Sub-6的很多頻段都被軍方占用。此外，美國(guó)的地理環(huán)境是地廣人稀，部署覆蓋面積大，傳輸距離遠(yuǎn)的Sub-6基站反而會(huì)有浪費(fèi)，集中在局部熱點(diǎn)部署毫米波基站反而更加劃算。

那么，毫米波的商業(yè)模式應(yīng)該是怎樣的呢？

簡(jiǎn)單來說，毫米波并不適合室外基站的大范圍商用，它的局限性注定它只適用于體育館、寫字樓、大型商場(chǎng)等需要室內(nèi)基站提供網(wǎng)絡(luò)支持的場(chǎng)所。

在未來的5G時(shí)代，我們身邊會(huì)出現(xiàn)更多基于波束成形技術(shù)和大規(guī)模MIMO（Massive MIMO）等技術(shù)（解決了其短距離的定向穿透能力）打造的“室內(nèi)毫米波基站”，它們相當(dāng)于一個(gè)個(gè)“超級(jí)Wi-Fi熱點(diǎn)”，可為一定區(qū)域內(nèi)的大量密集人群提供超高速、低時(shí)延、高可靠的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以往在萬人體育場(chǎng)觀看演出時(shí)手機(jī)沒信號(hào)、經(jīng)常斷網(wǎng)的情況將成為歷史。

總之，我們不要指望戶外的基站信號(hào)塔可以釋放毫米波的榮光，“室內(nèi)毫米波基站”這種“小基站”才是毫米波普及的關(guān)鍵要點(diǎn)。同時(shí)，一款5G手機(jī)哪怕搭載了支持毫米波的SoC，要想支持這一功能也需要在內(nèi)部加入豪華的Massive MIMO天線陣列。

問題來了，在寸土寸金的手機(jī)體內(nèi)，加入Massive MIMO天線需要付出更多的研發(fā)和物料成本，以搭載驍龍765的Redmi K30 5G版為例，其天線規(guī)模已經(jīng)比4G手機(jī)增加了1.4倍，但依舊不支持毫米波，可見這個(gè)技術(shù)背后所需要付出的代價(jià)了。

好消息是，高通已經(jīng)針對(duì)毫米波推出了專用的QTM525天線模組，它是一套完整的、可與驍龍X55基帶芯片搭配使用的射頻解決方案，為支持6GHz以下頻段和毫米波頻段的高性能5G移動(dòng)終端提供從調(diào)制解調(diào)器到天線的完整系統(tǒng)。QTM525可以直接嵌入到手機(jī)內(nèi)部，省去復(fù)雜的傳統(tǒng)天線布局，而且依舊可以將手機(jī)厚度控制到8mm以內(nèi)，不會(huì)影響手機(jī)的便攜性。未來，這種模塊化的毫米波天線模組有望成為主流。

毫米波是能為5G手機(jī)提速的關(guān)鍵技術(shù)，但它僅適用于室內(nèi)或體育館等場(chǎng)所，而且短期內(nèi)還看不到普及的契機(jī)，哪怕5G SoC支持，搭載它的智能手機(jī)在沒有搭配專用天線陣列時(shí)也無緣享用。但是，毫米波又是未來的發(fā)展趨勢(shì)，我們自然希望每一款5G芯片和手機(jī)都能對(duì)其加以支持，只是現(xiàn)階段還不值得我們?yōu)樗觾r(jià)買單——支持最好，不支持也莫要強(qiáng)求。