Exynos Modem 5400: 仅凭FR1实现全球首个11.2Gbps¹⁾的5G速度

我们现在都知道5G。作为第五代蜂窝网络标准，它凭借更快的速度、更低的延迟和更大的带宽容量增强手机的无线连接。事实上，它可以将延迟降低到一毫秒或更低，实现近乎瞬时的连接。如果我们想要一个被定义为链接无处不在的未来，那么就需要具备相当高水平性能的5G技术。但是，我们能在不久的将来看到这样的性能吗？ 事实证明，三星所设计的Exynos Modem 5400仅通过FR1就能达到11.2Gbps的速度。 为了了解Exynos Modem 5400如何突破界限，首先要了解5G通信的工作原理。5G标准规定了两个频率范围（FR）: FR1和FR2。FR1包含410兆赫兹（MHz）至7.125吉赫兹（GHz）的频率，而FR2包含24.25至52. 6吉赫兹的频率。其最大信道带宽分别为100兆赫兹和400兆赫兹。由于更高的频段通常会带来更大的信道带宽，从而提高数据传输速度，因此5G早期，FR2频段（也称为毫米波——mmWave通信）受到更多关注。 但情况正在发生变化。当传输信号在传输介质中传播时，信号会逐渐减弱。这种现象被称为信号衰减。频率带宽越高，信号衰减越严重。随着它的增加，蜂窝覆盖的可靠性也会降低。在解决信号衰减带来的覆盖问题方面存在许多挑战，因此FR1正日益成为5G通信的关键因素。转向FR1需要新的思维，但三星以前就已经做到了这一点。毕竟，三星推出了全球首款²⁾商用4G无线网卡和完全符合第三代合作伙伴计划（3GPP）标准的5G调制解调器芯片组。 在基于这一传统的创新基础上，Exynos Modem 5400成为终端调制解调器行业中三星首个仅使用FR1频段就实现高达11. 2Gbps数据传输速率的产品。但是，这项艰巨的任务是如何完成的呢？ 这是因为它采用了高级的载波聚合和调制解调技术。 5G调制解调器利用载波聚合技术，将不同的频段当作一个完整的频率使用。这会提高数据传输速率并改善连接效果。 在FR1频段，Exynos Modem 5400结合了来自三个CC的100兆赫兹信道带宽和来自两个CC的40兆赫兹信道带宽，如图1所示。这使它能够提供380兆赫兹的总带宽，这在终端行业尚属首次³⁾。特别是，它通过了与诺基亚基站设备在FR1380兆赫兹带宽⁴⁾上的互操作性测试，并完成了端到端（E2E）验证。这一成就使得该调制解调器有望在商业化后提供令人印象深刻的真实速度，从而为用户带来明显更快的体验。

在5G通信中，将由0和1所表示的数字数据转换为无线信号并进行恢复是必不可少的。执行这一过程的技术称为调制和解调，是一种通过调制频率、相位和振幅等信号属性来传输信息的方法。常用的调制技术包括正交相移键控（QPSK）和正交幅度调制（如16-QAM、32-QAM、64-QAM等）。正交振幅调制中的数字指的是信号点的数量，因此16-QAM有16个不同相位和振幅的信号点，如图2中的星座图所示。

在正交振幅调制方法中，信号点数量越多，一次可以传输的比特就越多，从而实现更高的数据传输速率。然而，当以相同的功率传输信号并且星座上的信号点距离越近时，通信错误就会越多。因此，信号点越多，通信错误就越多。 但Exynos Modem 5400却能在保持较低的通信错误率的同时增加信号点数量。256-QAM是以前5G调制和解调技术的极限，但第三代合作伙伴计划⁵⁾第17版在FR1频段上增加了1024-QAM的新标准，以在更稳定的无线信道环境中提高数据传输效率。1024-QAM标准的数据传输效率比现有的256-QAM高25%。然而，要使终端无差错地达到1024-QAM，需要采用先进的设计技术，使调制解调器基带和射频集成电路（RFIC）能够在比256-QAM更高的信噪比（SNR）下工作。Exynos Modem 5400成功实现了这一点。 在FR1逐渐成为5G行业首选的环境下，Exynos Modem 5400仅使用FR1就实现了11.2Gbps的突破性数据传输速度。要实现这一目标，需要利用载波聚合技术将更多的频率范围组合起来，以达到380兆赫兹的带宽，还需要采用基于1024-QAM技术的、具有更多信号点的调制方法。它带来了更高速、更高性能的无线通信，因此也充分证明了三星在先进设计技术方面的实力。 Exynos Modem 5400以其超快的FR1专用数据传输速度重新定义了连接性。对于希望覆盖FR1频段的移动网络运营商来说，这是一次重大的飞跃。谁会不喜欢呢？ 通过突破5G连接的技术界限，三星正在提高全球无缝连接的标准。

*所有图片仅供参考，可能与实际产品或产品照片不完全一致。所有图片均以数字方式编辑、修改或增强。
*免责声明：除非经特殊说明，本文中所涉及的数据均为三星内部测试结果，涉及的对比均为与三星产品相比较。

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_{¹⁾ 按照行业公告日期确定。速率是内部测试结果，该测试基于使用1024-QAM的物理层（PHY）吞吐量进行。 ²⁾ 按照行业公告日期确定。 ³⁾ 按照行业公告日期确定。 ⁴⁾诺基亚测试仅使用256-QAM进行，实现了6.5Gbps的端到端数据速率。 在内部测试中使用1024-QAM实现了11.2Gbps的最高物理速度。 ⁵⁾ 第三代合作伙伴计划联合了七个电信标准开发组织，提供涵盖蜂窝电信技术的规范，该规范为移动电信提供完整的系统描述。}