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5G芯片的速度是若何计较出来的?

发布时期:2021-11-25 06:49
阅读:3490

不久前高通线上发布了集成了X60基带的骁龙888,号称下行下载速率能达到7.5Gbps,但是从高通官网的描述来看,在Sub6GHz频段,主要支持的是200MHz带宽和4x4MIMO。所以这个7.5Gbps的速度是毫米波频段+Sub6GHz频段的载波 ...


未几前高通线上公布了集成了X60基带的骁龙888,号称下行下载速度能到达7.5Gbps,可是从高通官网的描写来看,在Sub6GHz频段,首要支持的是200MHz带宽和4x4MIMO。所以这个7.5Gbps的速度是毫米波频段+Sub6GHz频段的载波聚合到达的。

5G芯片的速度是若何计较出来的?


今朝我们国内摆设的 5G 计划是 Sub-6GHz ,毫米波计划在国内还是用不了。所以这个7.5Gbps看起来很是诱人,而现实上国内用户更关注的是Sub6GHz频段基带性能。本篇文章记录一下Sub6GHz 5G芯片的速度是若何计较出来。

OFDM

正交频分复用(英语:Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM),可以了解为多载波调制传输。

5G芯片的速度是若何计较出来的?


从频域上看,载波均分红多个子载波在全部带宽中,子载波间的频次间隔不异,时域上看,每一个symbol的时候长度为一个周期的载波信号。5G应用OFDM技术。按照上图我们可以把5G的数据传输信道,类比是一段高速公路。载波类比成运输数据的车辆。我们终极需要计较的是这段公路上每秒跑过的车辆数运输的数据量有几多。

带宽

我们平常所说的5G的G,是Generation,即第5代移动通讯技术。每一代通讯技术的速度进步,最间接的就是进步收集的带宽。假如把5G的速度比做车速,频次带宽可以了解为一个高速公路的宽度。公路越宽,同一行放的车就越多。每秒经过的车辆就越多。

4G时代的最大带宽是20MHz,而5G时代的单载波最大带宽在Sub6GHz频段下是100MHz,在mmWave毫米波频段单载波最大带宽甚至可以到达400MHz。

单载波按照分歧的子载波间隔等分全部带宽,每个子载波称为一个RE(Resource Element),5G界说12个子载波为一组称为1个RB(Resource Block)资本块。在支流的30KHz的子载波间隔下,100MHz带宽最大可以被分红273个RB。

5G芯片的速度是若何计较出来的?


所以这条高速公路上一横排便可以放273x12辆车。

帧结构

频次带宽是从频域上看散布,在时域上来说。5G界说1s被分红多个帧,每帧的时候长度是10ms,每帧又分出10个子帧1ms,在支流30KHz的子载波间隔下,每个子帧被分红2个时隙(slot),每个slot又被分为14个symbol。这个symbol的长度就是我们需要的单个RE,这辆车的长度。

5G芯片的速度是若何计较出来的?


5G帧结构

按照上述便可以算出在这段高速路上,每一列能放几多辆车。即1s的时候长度中,symbol的总数。

所以这段路上一列可以放1000x2x14辆车。固然现实上这一段的门路情况,远比上述复杂的多。

5G的工作方式还分为FDD频分双工,TDD时分双工。

FDD相当于这条车道上,有向北运输货物的车道,也有向南运输货物的车道,即上行下行互不干扰。

TDD相当于向北运输的车辆和向南运输的车道是混在一路的,而且车辆的偏向也不是牢固的,一会儿是向北走,一会儿向南走。

今朝5G的支流频段采用的TDD形式,我们假定每个子帧中用于做下行和上行的车辆比例为2:1。

固然有些车不但装载货物(数据),还要装载其他信息。所以在这根本上再减去14%的开销(协议给出典型的数据:下行14%,上行8%)。

则终极计较出这段高速路上每一列做下行传输数据的车辆有1000ms x 2slot x 14symbol x 2/3 x 86% 约即是16000辆车做下行数据传输。(总的车辆数行 x 列)

调制编码

我们终极要计较的就是这段高速公路上这些车辆,每秒能运输货物的量,即每秒能运输几多个bit,bit/s或bps。上面几多辆车可以计较出来,接下来计较每辆车能装几多bit。

每辆车能装载的bit数就与调制有关,比如我们利用QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制),用幅度和相位同时变化来暗示分歧的比特。

4QAM:2bit

16QAM:4bit

64QAM:6bit

256QAM:8bit

利用256QAM调制方式,每辆车就能装载8bit的信息。

调制完了还有编码,编码就是为了进步信息传输的正确度。给传输的信息加一些冗余信息,方便纠错和检错。所以现实传输的数据量要减去编码的冗余量。所以就有一个码率

码率 = 编码前的比特数 / 编码后的比特数

对于分歧形式的调制编码码率,协议也有规定,我们按256QAM调制编码,码率按0.9计较。

则现实每辆车承载的信息量为 调制阶数(8bit)x 码率

MIMO

Multiple(Input Multiple Output),多入多出,多天线技术,主如果可以在空中经过度歧的天线同时传输分歧的数据而成倍的进步网速。

今朝的手机一般都最多支持4天线接收,2天线发射。所以5G手机支持MIMO的层数最多下行4层数据接收,上行2层数据发射。

现实的下载网速,间接乘以4。

载波聚合

载波聚合技术又是一个可以成倍的进步5G速度的技术,我们上面所说的带宽就是一条高速公路,而载波聚合便可以将两条这样的高速公路,拼成更宽的一条公路来运输数据,能否是速度立马翻倍。

4G最大的带宽是20MHz,5个载波聚合便可以将带宽提升到100MHz,LTE-A的载波聚合最高到32载波聚合,总带宽可达640MHz。

5G可聚合的载波数为16个,Sub6G每个载波最大带宽为100MHz,16个载波聚合就1.6GHz,毫米波频段单载波带宽最大400MHz,16个载波聚合一共就有6.4GHz。

4G的带宽和5G的带宽也可以停止载波聚合,进一步增大带宽。

固然现实上能够芯片支持的载波聚合数当中的每个载波支持的带宽并没有拉满。比如出现2个载波支持100MHz,另一个载波支持30MHz,3载波聚合。

5G速度

所以综上所述,不可贵出5G的下载速度计较公式。

峰值速度 = RB数目 x 12 x 调制阶数 x 码率 x MIMO的层数 x 下行symbol数 x 载波聚合数(100MHz拉满)

依照我们上面计较的

采用双载波聚合(2个cc)

RB数目为273个(273x12RE)

调制阶数为8bit(256QAM)

码率为0.9

MIMO层数为最多下行4层

下行symbol数为16000

终极计较的这款5G芯片的下行峰值速度为

3.0Gbps = 273 x 12 x 8 x 0.9 x 4 x 16000 x 2

把下行symbol数(车辆数)换成上行的,上行速度的计较也是类似的方式。

5G的利用

从参数上猜测,骁龙888集成的这颗基带在Sub6GHz频段理论上是能到达3.0Gbps的速度的,这样的速度,已经足以让我们获得奔腾的体验。但是现实是,这么高的网速,即使我们拿到骁龙888的终端,也底子体验不到,缘由是运营商基站套餐限速。。

今朝5G的收集的运营商套餐有两档,第一档低速挡位500Mbps,第二档高速档为1Gbps。所以即使你用上了峰值速度高达3.0Gbps芯片的手机,可是你的手机套餐在运营商端也会限制你。而且今朝的5G套餐来看,比4G套餐贵不说,而且对用户来说,并没有什么利用是需要跑那末高的速度的。今朝,5G最大的利用是测速。

风趣的是,我们利用的4G手机的速度,也没有的到达4G的真正速度,4G套餐的限速是300Mbps,而现在4G手机的远远达不到这个速度,这是由于4G的收集用户多,收集堵塞。所以达不到,而假如你利用的是5G手机,即使是4G套餐,由于现在利用5G收集的用户不多的缘由,毗连上5G收集后,也可以轻松到达4G限速的最高速度,300Mbps,不由让人感慨,用上了5G手机,才用上了4G的真正速度。

5G芯片的速度是若何计较出来的?


我这是4G套餐用5G手机

最初

我们平常手机上看到的下载速度是按MB每秒计较的,这个B是Byte,而上文提到的bps(bit per second)的b是bit,所以这里有1Byte=8bit的换算关系,4G的300Mbps现实的看到的下载速度峰值也就是37MB/s。

来历:硅农

5G芯片的速度是若何计较出来的?


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