性能最好的 5G 智能手機(jī)在低于 6GHz 頻段及毫米波范圍內(nèi)使用高通的調(diào)制解調(diào)器到天線解決方案
即使沒有毫米波,5G 速度也遠(yuǎn)超 4G。 在英國,在對低于 6 Ghz 頻段智能手機(jī)的 Ookla 測試中,5G 的平均下載數(shù)據(jù)速率幾乎是 4G-LTE 的 6 倍。見圖表 7。
● 該圖表基于 Ookla? 對 Speed Test Intelligence? 數(shù)據(jù)的分析,比較了頂級提供商使用 2020 年第 1 季度部署的中頻段 (MB) 的結(jié)果并由高通公布 。 Ookla 將樣本量不足的手機(jī)排除在統(tǒng)計(jì)顯著性之外,因此,一些在 2020 年初發(fā)布的較新手機(jī)并未納入調(diào)查結(jié)果。
● 所有測試中速度最快的 5G 手機(jī)都使用了高通驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)。 這意味著這些手機(jī)不僅使用了高通的蜂窩無線電芯片組,而且還采用了高通的射頻前端組件:
● 通過提供從天線到處理器的完整蜂窩無線電,高通可以將無線電不同部件的功能設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來,以此將調(diào)制解調(diào)器優(yōu)化為一個系統(tǒng)。 例如,這能夠利用閉環(huán)算法來控制天線調(diào)諧和功率放大器,執(zhí)行校準(zhǔn),并實(shí)時優(yōu)化無線電性能。
● 射頻前端產(chǎn)品供應(yīng)商 Skyworks、Qorvo、Broadcom 和 Murata 擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),并為智能手機(jī)提供低成本、高性能的射頻前端組件,但高通早已在前兩代 5G 智能手機(jī)的射頻前端領(lǐng)域中取得了顯著成功。 高通為圖表 8 中列出的手機(jī)提供所有或幾乎所有的射頻組件。
圖表 7 5G、4G LTE 在英國低于 6 GHz 頻段的下載速度
支持 5G 所需的無線電功能給智能手機(jī)原始設(shè)備制造商帶來了巨大的挑戰(zhàn),最重要的是需要在真正的全球設(shè)備中支持 50 多個頻段。 5G 設(shè)備中使用的無線電功能包括 5G/4G E-UTRAN NR 雙連接 (EN-DC)、跨大量可能頻帶組合的載波聚合、DSS(動態(tài)頻譜共享)、下行鏈路多天線技術(shù)(通常有四個天線)、上行鏈路多天線技術(shù)(通常有兩個天線)、動態(tài)天線調(diào)諧、波束形成(毫米波中)和封包追蹤等等。 這些無線電功能需要更多的射頻前端元件和非常復(fù)雜的信號路由。
需要復(fù)雜的射頻前端支持 5G 設(shè)備無線電功能意味著:
● 更長的設(shè)計(jì)周期和上市時間。
● 射頻前端信號損耗導(dǎo)致更高的功耗。
● 更多的庫存單位,即獨(dú)特的射頻前端設(shè)計(jì)以支持全球運(yùn)營商所使用的頻段。
● 更高的開發(fā)、設(shè)計(jì)、采購和庫存成本。
隨著對射頻前端的需求從 2G 增加到 3G 和 4G,供應(yīng)商的應(yīng)對方案是改進(jìn)性能、縮小組件尺寸及將功能元件集成到模塊中。 這導(dǎo)致了行業(yè)整合,因?yàn)楣?yīng)商必須使用先進(jìn)的封裝技術(shù)開發(fā)出一流的功率放大器、開關(guān)、濾波器、電源管理和數(shù)字控制元件,并將其組合成模塊。 許多供應(yīng)商缺乏相應(yīng)資源跟上模塊開發(fā)的步伐,在過去大約 20 年的時間里,其已退出市場或被收購。
高通表示,通過提供射頻前端模塊和芯片組,并將系統(tǒng)級設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用于從調(diào)制解調(diào)器到天線的整個無線電系統(tǒng),其驍龍調(diào)制解調(diào)器射頻系統(tǒng)通過以下方式幫助原始設(shè)備制造商應(yīng)對 5G 的設(shè)計(jì)難題:
● 通過簡化射頻前端設(shè)計(jì)縮短上市時間,使其成為經(jīng)認(rèn)證支持 5G 系統(tǒng)解決方案的一部分,而且具有對運(yùn)營商很重要的無線電功能。
● 為智能手機(jī)設(shè)計(jì)提供最佳性能,包括降低射頻前端的功耗。
● 減少原始設(shè)備制造商的庫存單位數(shù)量,以管理特定地區(qū)的手機(jī)變體。
● 簡化組件采購,降低手機(jī)開發(fā)成本。
到目前為止,只有高通擁有足夠的規(guī)模和專業(yè)技術(shù)為移動電話提供成功的系統(tǒng)級調(diào)制解調(diào)器到天線解決方案。 有證據(jù)表明,其他蜂窩無線電芯片組提供商可能正在朝著這個方向發(fā)展,尤其是在中國,為了減少對美國供應(yīng)商的依賴,貿(mào)易制裁鼓勵企業(yè)尋找國內(nèi)的射頻前端組件替代來源。
圖表8 配備高通驍龍 (Snapdragon) 調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的 5G 手機(jī)
1.7 速度最快的手機(jī)
高通在 5G 手機(jī)中的無線電處理器(基帶和集成基帶應(yīng)用處理器)和蜂窩無線電芯片組的市場份額中處于領(lǐng)先地位。 您可以從圖表 9 中了解到這一點(diǎn),該圖表展示了來自 Strategy Analytics SpecTRAX 數(shù)據(jù)庫的已公布 5G 智能手機(jī)型號和型號變體中無線電芯片組的統(tǒng)計(jì)分析。
圖表9 已公布 5G 智能手機(jī)變體的芯片組供應(yīng)商
根據(jù) Ookla 在美國和英國的測試結(jié)果,速度最快的手機(jī)普遍使用高通產(chǎn)品:
● Ookla 測試結(jié)果表明,從美國的智能手機(jī)來看,包括 5G、4G LTE 甚至部分 3G 智能手機(jī)在內(nèi),6 款搭載高通產(chǎn)品的 5G 手機(jī) 是速度最快的。 這些手機(jī)都使用高通調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),以及配備 X55 調(diào)制解調(diào)器的高通 驍龍 865 或配備 X50 調(diào)制解調(diào)器的高通 驍龍 855 Plus。 見圖表 10。
● Ookla 測試結(jié)果表明,一加 7 Pro 5G 在速度方面擊敗了英國所有其他智能手機(jī)。
● 在搭載高通產(chǎn)品的 4G LTE 智能手機(jī)和搭載聯(lián)發(fā)科技產(chǎn)品的 4G LTE 智能手機(jī)的測試中,高通在速度上比聯(lián)發(fā)科技快 44%。
免責(zé)聲明: 高通為眾多 5G 智能手機(jī)提供無線電芯片組和射頻前端子系統(tǒng),因此高通作為某些市場唯一的供應(yīng)商,很難直接比較實(shí)際 5G 部署中所有設(shè)備芯片組和射頻前端供應(yīng)商的手機(jī)性能。
使用特定網(wǎng)絡(luò)操作的智能手機(jī)性能取決于基站設(shè)備支持的功能以及智能手機(jī)和基站協(xié)同工作程度。 我們知道的是,上述 Ookla 測試結(jié)果使用了來自愛立信、華為、諾基亞和三星等供應(yīng)商的各種基站設(shè)備。
圖表10 美國最快的智能手機(jī)
(Ookla 2020 年 7 月進(jìn)行的下載速度測試)
*采用高通 驍龍855 Plus 和 X50 多模調(diào)解器(5G基帶處理器)。
2. 啟示
截至 2020 年 7 月,英國和美國的 Okola 測試表明,高通為 5G 智能手機(jī)提供了性能最高的蜂窩無線芯片組;此外,若將支持 4G LTE 的智能手機(jī)考慮在內(nèi),最快的智能手機(jī)普遍使用高通產(chǎn)品。
在毫米波中運(yùn)行速度最快的 5G 智能手機(jī)使用高通產(chǎn)品。在廣泛使用的低于 6 GHz 頻段中運(yùn)行速度最快的智能手機(jī)使用高通的調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),這是高通的完整解決方案。
由于毫米波智能手機(jī)提供的下行鏈路數(shù)據(jù)速率是典型 4G-LTE 智能手機(jī)的 20 倍,Ookla 的測試結(jié)果強(qiáng)調(diào)了毫米波如何提升運(yùn)營商 5G 網(wǎng)絡(luò)的巨大容量。 這不僅包括智能手機(jī),還包括其他設(shè)備,如 FWA 客戶終端設(shè)備和用于工業(yè)自動化的客戶端設(shè)備。
運(yùn)營商應(yīng)儲備使用高通芯片組和完整驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的智能手機(jī),以提高客戶滿意度,加快 5G 網(wǎng)絡(luò)的使用,并提高 5G 投資回報率。
原始設(shè)備制造商應(yīng)評估 5G 智能手機(jī)無線電組件的多種來源,并考慮調(diào)制解調(diào)器到天線的解決方案,如驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),而不是單獨(dú)采購單個射頻前端組件和調(diào)制解調(diào)器(無線電芯片組)。
消費(fèi)者在比較型號時,應(yīng)優(yōu)先考慮使用高通無線電的 5G 智能手機(jī)。 隨著三星、華為和聯(lián)發(fā)科技推出新的芯片組,5G 市場格局可能在 2021 年發(fā)生變化,特別是如果這些公司發(fā)布商業(yè)可行的毫米波解決方案:
由于美國和歐洲的制裁,華為最近幾個季度在智能手機(jī)領(lǐng)域的市場份額有所下降,這可能會在一段時間內(nèi)限制海思 (HiSilicon) 5G 解決方案在中國以外市場上的成功。 華為幾乎所有 5G 手機(jī)都擁有并使用海思芯片組。
預(yù)計(jì)至少在未來 18 個月內(nèi),中國其他三大 5G 智能手機(jī)供應(yīng)商 Vivo、Oppo 和小米將繼續(xù)青睞高通。
即使預(yù)期競爭增加,高通在 5G 芯片組方面仍處于強(qiáng)大領(lǐng)先地位,我們預(yù)計(jì)隨著 5G 的普及,高通在射頻前端的市場份額也會增加。
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