了解蜂窝技术始于一个关键信息:手机、个人热点拨盘和其他蜂窝设备都是复杂的双向无线电,因此每一代(2G、3G、4G、5G)都增加了加快设备与附近塔之间无线电通信的额外方法。 提高速度的一种方法是在给定的射频上发送更复杂的信号,另一种方法是增加更多的频率-更多的无线电频谱-这样就可以同时发送更多的信号。
由于频谱已经成为5G时代的一个主要话题,我们想通过与该领域的专家交谈来为读者揭开它的神秘面纱。 我们与高通频谱副总裁频谱战略和技术政策院长布伦纳,谁一直是一个关键的倡导者蜂窝频谱可用性的关键倡导者。
这是一份我们采访的成绩单,为了清晰和流畅,编辑得很轻。
风险打击:无线工程师理解频谱,但大多数终端用户不知道它是什么或为什么重要。 你能为读者提供一个关于这个概念的快速解释吗?
迪恩·布伦纳:频谱是无线技术的母乳。 你口袋里的手机里面有一台收音机,就像车里的收音机一样。 无线电在不同的频率上工作。 就像在汽车里一样,你把拨号从一个电台换到另一个电台,然后你正在做的是从一个频率移动到另一个频率。 当你的手机与手机塔或小手机通信时,同样的事情也会发生。 他们一起使用无线频谱的某些部分,一些无线电频谱带来进行通信。
每次你用你的手机打电话或接电话时,你都在使用频谱的某一部分。 最初,第一部手机只使用一种频谱。 在1G和2G世界中,我们开始使用多个频谱带。 随着事情变得越来越复杂-2G,3G,4G-我们增加了越来越多的不同光谱带。
作为一个芯片供应商,我们投资并做了大量的研发,以确保我们的芯片工作在所有不同的频谱带,目前使用的5G,4G,3G和2G-不仅在美国,而且在世界各地。
上图:无线电波的范围从低3千赫(k Hz)到高300千兆赫(GHz),但直到5G,没有蜂窝设备高于5GHz,然后只适用于Wi-Fi。 一些早期的5G手机将能够使用多达39G Hz的频率。
创业节拍:5G手机正在增加毫米波(24-39G Hz)频谱支持.. 现在频谱世界还发生了什么?
布伦纳:每当我们推出一项新技术,一个新的G,我们开始,我们推出它在新的频谱。 所以我们去FCC,我们去世界各地的频谱监管机构,以及全世界的高通运营商。 在这种情况下,我们发现了一些新的光谱带或波段,我们要求监管机构提供它们。 当频谱可用时,该技术将在一个新的频谱带中启动。
然后,我们试图将技术迁移到现有的频谱带中,但过去通常工作的方式是必须清空现有技术的频带。 例如,我们不能在有3G的乐队中发射4G,直到有这么多的4G手机和4G用户在那里使用其他乐队,我们可以清空遗留的乐队,然后重新部署它。 我们称之为重新武装进程。 这就像重新耕种一片田地:如果这片田地是用来做西红柿的,你就不能把玉米放在那里,直到你不再有任何番茄植物。 而这正是频谱世界中发生的事情。
但对于5G,我们有一个游戏改变。 而游戏改变器是一种称为动态频谱共享的新技术,有时称为DSS。 它使手机和基站在一个频谱带中拥有5G,在给定的位置也有4G用户-只要基站能够支持这一功能,并且只要手机能够支持。 你将开始看到这在手机与第二代高通芯片。
带一部5G手机,基站在光谱波段,也有4G用户。 电话告诉基站,“嘿,我想做5G”,基站说:“好的,让我把那个位置的光谱中的一些分离出来。 是的,我能做到。“而且,沃伊拉,我们突然有了一个5G的乐队,今天用于4G。 为什么这是一个巨大的游戏改变? 好吧,我们现在已经开始了这个过程,那个重新武装的过程通常需要10年,我们一夜之间就能做到。
因此,这意味着所有现有的子-6GHz频谱带都有很大的覆盖范围,你将在2020年的时间框架内看到-一旦我们的第二代芯片出现在手机上,一旦基站准备好了。 这将是一个巨大的游戏改变。 这将导致比你过去看到的更快的5G扩散。
上图:AT&;T现在公开区分亚6GHz“5G”和毫米波“5G”光谱。
风险打击:在过去的四代蜂窝技术中,频谱并不是一个面向消费者的问题。 一部手机要么是“4G”,要么不是。 这种情况随着5G的变化而改变,因为有一个很大的焦点是低、中、高频频谱对5G设备有不同的利弊。 我们现在看到一些运营商使用“5G”和“5G”等术语向消费者公开区分两种关键类型的5G频谱-中档、中速“sub-6GHz”频谱和短距离但高速的毫米波谱。 这是积极的还是消极的发展?
布伦纳:我对这些都是中立的。 我不知道所有这些运营商的营销人员都知道如何向一般人解释这些事情,所以我将以非常谦逊的态度对待这些事情。
我同意你的前提-人们不会在引擎盖下看。 每个人都想要尽可能最好的连接。 在世界历史上,没有人给我一部电话,说,你知道,连接太好了,我不需要任何工作那么快的东西。 每个人都想要最好的连接,而解锁频谱绝对是实现这一点的关键部分。
上图:韩国电信(K T)在2019年移动世界大会上宣布即将在韩国推出5G网络的计划。
冒险之旅:向这种新的蜂窝技术的过渡非常顺利,至少从外部看是如此。 我听说你显然不相信“5G比赛”的想法,但当我考虑到什么似乎激励了决策者,让他们先完成一场比赛的想法似乎是有效的。 你对“5G比赛”的想法是什么-它应该是一件真实的事情吗?
布伦纳:我一直说的“种族”是一个很好的比喻。 这是一个伟大的30秒的声音咬,这是一个伟大的保险杠贴纸。 这是每个人都能联系到的-我们都参加过比赛。
第二件事是,我们是高通,我们希望世界各地的每个人都能尽快拥有5G。 我推回(种族隐喻)的原因是它暗示了一个命令,如果你不是第一个,你就失去了运气,你以某种方式低劣,你做错了什么。 我们不是想让世界上只有一个胜利者;我们希望每个人都能以胜利者的身份通过磁带。
所以我对种族类比的问题是,我担心品牌国家或地区的概念,因为,你知道,第二,第三,第四,第五名。 这是我的主要问题。 尽管如此,我们非常高兴5G在世界各地的发射速度。 事实上,这是一场比赛。 我们有四个大陆的国家已经通过了这一磁带。
但这不仅仅是一次比赛,就像100码的短跑。 新无线技术的部署是一个持续的过程,在高通,第一代手机正在推出,我们已经在生产第二代芯片,我们正在深入规划第三代。 所以这不是一个静态的一次性事件。 如果这是一场比赛,那就更像是一场永恒的比赛。 它没有起点和结束日期。
上图:高通总裁克里斯蒂亚诺·阿蒙在2018年12月展示了公司第一次现场5G参考电话设计。
风险打击:考虑到我们正在看这里的国际形势,我们在中东有一些小国很早就推出了初步的5G,没有实际的设备可以出售。 与此同时,我们有一些国家,如俄罗斯、印度和欧洲部分地区,正在慢慢地向5G迈进。 在那些没有走在这条曲线前面的国家发生了什么? 为什么?
布伦纳:出于各种原因,我不会对俄罗斯发表评论。 但在前几代人中,一个政府事务专家所要做的很大一部分就是说服监管机构,为什么他们的国家或地区在发射中占据领先地位是很重要的。 对于5G来说,政府中的每一个人——当然,政府中的每一个人都认为我和俄罗斯有过任何关系,而且我也不是在谈论俄罗斯——我从5G组建以来就走遍了整个世界,而且我从来没有说服过一个监管者为什么它很重要,或者为什么它会推动他们所在地区的经济增长。 每个人都明白这一点,回到种族隐喻,每个人都希望从政府的角度站在5G的前沿。
因此,有明显的实际问题-国家到国家,地区到地区-治理问题,各种问题。 但我不认为世界上任何一个政府都缺乏迅速为其公民部署5G的意愿。
风险打击:所以它更多的是一个官僚问题。
布伦纳:是的,独特的,实用的问题。
冒险节拍:毫米波在这一点上发生了什么? 批准的速度有没有放慢?
布伦纳:我认为毫米波对所有的圆柱体都在发射。 欧盟委员会刚刚对26G Hz毫米波段做出了欧洲范围的裁决。 这是一个正常的过程,每当一个新的G发布,正如你所知道的,前4G手机不像我们今天口袋里的4G手机。 这绝对是课程的标准,我们对事情的发展方式非常满意。
显然,业界的每一个人,特别是运营商,都希望尽快按下快进按钮,并以最快的速度驱动更多的设备和部署。 他们正在投资数十亿美元来做到这一点。 因此,就我而言,就高通而言,我认为我们很高兴事情进展得如此之快,但你知道,我们从来没有休息过。
上图:大多数早期的5G智能手机都被设计成在毫米波或亚6GHz5G网络上运行,而不是两者兼而有之,这取决于它们在哪里销售。
冒险节拍:回想起前几代人的电话,每一代人的大目标之一是“世界电话”-一种能够在你的祖国以外使用任何占主导地位的新网络标准的手机,几乎在世界各地。 我们还有多远才能有这样一个5G的东西?
布伦纳:我同意你的看法,这是每个人都想要的,事实是,我们基本上能够实现这一点-也许不是完全完美的-因为4G是一项了不起的成就。 我不能给你一个日期,当这将发生在5G,但我认为这是绝对的基础,是共享的无线行业。
我们有一个事实,对于4G,我们没有一个技术战争与5G-我们有5GNR标准-和事实,频谱,虽然不是相同的,基本上是在共同的范围,我认为所有的预示很好地实现这一点。 我不能给你一个约会;我不能说这将是2021年3月23日或什么。 但那不是科幻小说,那不是幻想。 这是绝对会发生的。 我对此没有任何疑问。
冒险节拍:一部手机能在5G的情况下处理所有的子-1GHz、子-6GHz和毫米波频率吗? 大多数手机是否能够通过所有这些频率进行调谐,或者一部手机最多能对其中两部手机进行寻址,而不能向上或向下连接其他手机? 你认为硬件在未来几年会在哪里?
布伦纳:好问题。 现在,我们支持在同一高通5G芯片中的子-6GHz和毫米波。
冒险节拍:所以用户理解,一个能够做子6GHz的手机通常也能接触到子1GHz频段。 一个口袋大小的设备将能够包含所有的天线硬件,这是必要的,以解决从600MHz到28或39G Hz的一切?
布伦纳:哦,是的。 这当然是可能的。 我们有这些模块,这些天线模块,我们发明的,是微小的,有大约七八个天线元件。 然后,每个具有高通实现的前5G手机都有多个模块,比如其中的三四个模块。 所以,是的,手机绝对能够做亚-1GHz,中波段和毫米波。 今天,前5G手机能够做到这一点。 对于第二代和第三代[芯片],更多的是增加载波聚合的复杂性,以及复杂性之上的复杂性。 但手机需要支持所有遗留的4G波段和新的5G波段的核心思想,这就是桌面赌注。
冒险节拍:最后一个问题-高通第三代5G芯片将带来什么进一步的线索?
布伦纳:我想我们还没有宣布第三代芯片,所以请继续关注。 通常我们是在节奏上,所以我想我们可能会在十月谈论它。