作為一個新新時代的用戶,缺什麼都可以就是不能缺網,如今出門在外最關心的就是這兒有沒有 4G 網絡?能不能用?速度快不快?相信大家也都會有類似的疑問:打算去美國旅遊一次,回來時順便到香港購物,不知道手頭上的機器支不支持當地 4G 網絡呢?現在就來教大家看懂神秘的 4G 網絡參數。
4G LTE 的囧況
目前我們使用的 4G 網絡,也就是第四代移動通訊網絡 LTE(Long Term Evolution,中文為長期演進技術),雖然技術上升級很大,但主要的工作流程和之前的 2G、3G 是差不多的。如上圖所示,移動設備将我們輸入的各類信息進行加工處理成數字信号,再通過調頻調幅加載到電磁波上,與基站進行信息交換,所以人眼不可見的電磁波是整個過程中非常重要的載體。
電磁波是個很珍貴的資源,在無線通信中通常使用頻率 30MHz——40GHz 之間的電磁波,它又很嬌貴,容易受到幹擾和影響,為解決粥少僧多的問題,各個國家和地區都會針對該資源進行規範化的管理:在我國是由工信部無線電管理局負責統一規劃;美國則是由 FCC 負責管理、拍賣等。
而 LTE 網絡核心技術 OFDM(正交頻分複用)本質上是将整個頻帶劃分為無數個小信道進行傳輸,所以在技術和曆史(2G、3G 建設時占用了部分資源)雙重原因下,3GPP 隻好制訂了一張非常複雜的 LTE 頻段。更有高人将常用的 0-4000MHz 頻段繪制了一幅嘔心瀝血之作,可見我們正在使用的 4G 網絡,其頻段分布是多麼複雜無規律,要想全部支持真的不是一件容易的事情。
這也是為什麼高通等通訊廠商提出“全網通和全 4G”概念,以及為何在海外售賣的機器無法支持國内 4G 網絡的根本原因。例如海外機器支持的頻段是 Band 1,國内運營商鋪設的是 Band 3,那麼機器與基站之間的交流就是雞同鴨講,無法溝通。
稍微扯遠一點,由于 LTE 頻段的問題,加上高頻的資源還算豐富,相對低頻來說幹擾不嚴重,5G 網絡基本都往更高的 3.4GHz 以上研發。作為市場中首個發布 5G 調制解調器的骁龍 X50 就支持了 28GHz 的毫米波,基本上預示着将來的 5G 網絡會避開已擁堵無比的低頻地帶。
當然也不是說低頻毫無用處,根據通信理論,對于同一個發射功率和同一個接收功率,頻率越高,電磁波衰減得越快,這就會導緻覆蓋半徑越小,也就是說低頻可以獲得更大的覆蓋範圍,這是為何運營商都很喜歡 700MHz 附近的頻譜資源。美國 FCC 前不久就開放了 600MHz 的頻譜拍賣,運營商将會用于 LTE 的鋪設,高通就率先表示最新的骁龍 X20 LTE 調制解調器直接支持 600MHz,已發售集成在骁龍 835 身上的 X16 LTE 也确認支持。
話不多說,既然知道了 LTE 頻段多,各個國家地區運營商鋪設的網絡更是龍蛇混雜,為了應付這種情況最簡單的方式自然是修煉内功啦,找一台支持 LTE 頻段多的機器就能快刀斬亂麻,瞬間解決了。類似國内某些廠商宣傳的全網通機器,大部分其實隻是支持國内三大運營商鋪設的 LTE 頻段,隻有 FDD 的 Band 1/2/3/5/8 和 TDD 的 Band 38/39/40/41,加起來也就 9 個頻段,要想出外還是比較“危險”的。
我們換一下使用骁龍 835 的台版 HTC U11 看看,在網絡支持裡注明了所有的 LTE 頻段,支持 FDD 的 Band 1/3/4/5/7/8/12/17/20/28/32 和 TDD 的 Band 38/39/40/41 共 15 個頻段,囊括了國内所有的 LTE 頻段,換句話說台版的 U11 在國内使用三大運營商的 4G 網絡是沒問題的,但因為廠商限制沒有加入電信的 CDMA,所以無法使用電信的 2、3G 而已。
同樣使用高通骁龍 835 的港版三星 Galaxy S8 在網絡支持上更加豐富,直接支持國内所有的 2、3G 制式,LTE 頻段也是相當給力,支持 FDD Band 1/2/3/4/5/7/8/12/13/17/18/19/20/25/26/28 和 TDD Band 38/39/40/41 共 20 個 頻段。這樣的網絡支持不僅完美支持國内的 2、3、4G 網絡,出外也是毫無壓力。
不得不提的載波聚合
前面已經提及了 LTE 被劃分為很多很多的小頻段,每個頻段受制于實際情況頻寬基本都是捉襟見肘,這樣一來下載速度就會收到極大的限制。可這是 4G 網絡啊,上下傳的速度肯定要比 3G 有大提升才行,為解決這個難題,載波聚合(Carrier Aggregation,簡稱 CA)技術應運而生。
載波聚合技術是傳統多載波技術的發展,核心思想是把多個連續或離散頻譜劃分為多個成員載波(Component Carrier),允許終端在多個子頻帶上同時進行數據收發。簡單比喻一下,就是把多根小水管合在一起組成一根大水管,讓注水和抽水的速度能夠加快。
這裡又不得不提及一下高通在 2013 年推出的骁龍 X5 LTE 調制解調器,除了全球首款全網通的稱号外,它也是首款商用支持 LTE 載波聚合技術的調制解調器,下行速度達到了 Cat.4 的 150Mbps;後期高通更是将載波聚合帶到了上行方面,集成在骁龍 820/821 身上的骁龍 X12 LTE 調制解調器上行就達到了 LTE Cat.13 的 150Mbps。
還是以搭載骁龍 835 的台版 HTC U11 為例,網絡詳情裡面說明最高支持 4CA 載波聚合,下行速度最高可以達到 800Mbps,上行則能達到 75Mbps。同樣搭載骁龍 835 的索尼 XZ Premium 憑借 4CA 載波聚合成為全球首款下行速度達到 1Gbps 千兆速度的移動設備,高通已發布的最新骁龍 X20 LTE 調制解調器更是通過 5CA 載波聚合實現了 LTE Cat.18 1.2Gbps 的下行速度。
一般來說支持更多頻段更多載波聚合的調制解調器,在速度方面會更有優勢,例如國内廠商的部分機型僅支持 3CA 載波聚合,其最高速度“隻”能達到 600Mbps,相比剛才提及使用骁龍 835 的 HTC U11、索尼 XZ Premium 慢了不少,想要速度更快的消費者以後就要多個心眼看清楚了。
VoLTE & ViLTE
在一衆通訊廠商的努力之下,LTE 網絡的速度相對此前來說提升可謂巨大,有了高速的無線網絡支撐,各種各樣新穎的服務就可以提供了。其中 VoLTE(Voice over LTE),也就是基于 LTE 網絡的語音方案最為大家熟悉。
不同于此前 2、3G 的通話需要依賴傳統的電路交換語音網絡,VoLTE 基于 IP 多媒體子系統(IMS)網絡,在 LTE 上使用為控制層面(Control plane)和語音服務的媒體層面(Media plane)特制的配置文件使語音服務作為數據流在 LTE 數據承載網絡中傳輸,這樣與通過 LTE 上網沒有什麼本質區别了。同時由于 VoLTE 的頻寬更大,所以語音服務的音質和品質相比 2、3G 有大幅度的提升,接通速度也能有所提升。目前中國移動和中國聯通都已經在部分地區推出 VoLTE 的業務,确保機器支持 VoLTE 并開通業務後即可體驗新時代的語音通話了。
正是因為 VoLTE 的存在,傳統 2、3G 必須依靠的電路交換網絡變得可以替代了,海外部分運營商已經逐步取消 2G 網絡改為 VoLTE,國内運營商也在清退 2G 的部分頻段用于建設 LTE 網絡。這一趨勢意味着以後 VoLTE 将會成為手機的标配,功能機都不能例外,如今雙卡手機隻有主卡支持 LTE,副卡僅支持 2、3G 的情況也要改善才行。高通就預見了這種潮流,在最新的骁龍 X20 LTE 為全球首款支持雙卡雙 VoLTE 的調制解調器,同時宣布将會通過 OTA 為大量使用骁龍調制解調器的機器進行更新支持,希望其它廠商能跟上這波節奏。
而 VoLTE 的升級 ViLTE(Video over LTE),即基于 LTE 網絡的視頻方案已箭在弦上,能夠提供更優秀的視頻通話以及各種基于視頻的服務,相信這會成為繼 VoLTE 後又一發展方向。
尾巴
總結一下,想要挑選一款體驗出色的 4G 機器,出色的網絡支持必不可少,要點有三:首先是看支持的 LTE 頻段數量,多多益善,這樣才能保證無論身處何地都有信号;其次再看支持多少載波聚合,一般來說越多速度越快,确保不會被機器卡脖子;最後看看是否支持 VoLTE 等 4G 獨占的特性,要是連基本的特性都沒有,你還能奢望它提供更好的體驗嗎?
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