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华为麒麟处理器借助TD-LTE实现从有芯到强芯”的跨越

2017-02-21
类别:业界动态
eye 332
文章创建人 拍明


在第四代移动通信系统(TD-LTE)关键技术与应用项目上,由中国移动通信集团公司、工业和信息化部电信研究院、电信科学技术研究院联合华为等14个单位荣获2016年度国家科学技术进步特等奖,取得物理层核心技术创新、产业能力创新及商用运营关键技术创新,实现了“1G空白,2G跟随,3G突破,4G引领”的网络强国战略。


作为全球最大的通信设备提供商,在业务开展和验证方面,华为则起到了巨大的推动作用。2010年,TDD-LTE初步完成实验室技术验证,并在上海世博、广州亚运会上实现了全球展现。为了确保中国移动TD-SCDMA网络价值最大话和3G网络投资最大化利用,华为助力中国移动开始探索基于TD-SCDMA演进的4G部署方案。2011年,中国移动全球首个基于TD-SCDMA网络的双模TD-LTE站点开通,华为利用其芯片和终端在杭州进行50多个站点密集城区的商用验证,从外场/内场测试、性能测试,产品验证和交叉验证各方面,华为方案的成熟度、性能稳定性均居领先地位,测试效率更高,是行业的标杆单位。


在网络部署方面,华为积极配合中国移动,解决在“建设、优化、运营”中所遇到的各种难题。在2012年TDD-LTE在全国14城市快速部署,同年7月,华为与中国移动一起发起“面向规划、面向建设、面向优化、面向组网、面向多网互操作、面向新技术/新产品”的研究攻关。这一项目历时半年,在投入了大量的人力、物力以及130个多合作资源,并经过大量测试后,最终交出19份研究报告。这些得之不易的研究报告为中国移动TD-LTE网络2013年一期大规模规划、建设、运营、优化和业务发展等方面提供了关键指导。


麒麟芯片 释放端到端的技术潜力


从技术到验证再到商业部署,之所以能够为TD-LTE技术的普及做出诸多贡献,与华为的几个坚持是分不开的。


首先,华为坚持整个套片自主研发,从基带、SoC、射频到PMU等,保证各环节高效、最佳的协同工作。


其次,坚持多模,从最初TD-LTE双模,到整合GSM、WCDMA、TD-SCDMA和CDMA等,华为麒麟处理器成为市场上不多的几家全模支持方案提供商。


第三,坚持在通信规格上持续保持领先。华为巴龙(Balong)通信芯片,在LTE Cat4、Cat6、Cat12/13上屡次实现全球领先, 2015年发布的巴龙750更是业界首款Cat12/Cat13商用芯片。


第四、坚持特色定制服务,针对中国市场高铁信号差、伪基站横行、移动金融安全等特殊电信环境,华为麒麟处理器都做了定制优化。麒麟930在高铁场景中的上下行平均速率和失败次数等方面优势明显。麒麟950不仅在室内、高架桥、高楼林立等场景提供精准定位,同时推出协议级防伪基站功能,从源头上杜绝从伪基站来源的垃圾/诈骗短信和电话。麒麟960率先获得央行和银联的双重安全认证,达到金融级安全标准。


作为TD-LTE重要的标准参与者,华为麒麟处理器不仅在标准上实现更快,更依据标准参与的优势开发出更多独具特色的功能。另外由于运营商大量采用华为基站或网络设备,在通讯芯片设计上还能更好的适配及实现性能最优化。


对于华为而言,基带芯片是电信设备业务与手机业务的纽带。2004年,华为组建无线终端芯片团队,通过技术创新、端管协同的方式,从麒麟910到麒麟920、930、950到2016年10月发布的麒麟960,性能和体验不断提升,通过多年TD-LTE的投入,华为不仅成为全球电信设备领域的龙头,麒麟处理器也成为全球最优秀的Android智能手机芯片平台之一.


有了麒麟处理器的助力,2014年,华为首批推出支持中国移动CSFB的智能手机,荣耀3C LTE和华为Mate 7。在VoLTE应用的发展进程中,华为积极配合中国移动做了大量的VoLTE外场测试,持续长达一年多时间。2015年,华为旗下的智能终端Mate 7、荣耀6率先支持VoLTE功能。从近几年中国移动发布的终端质量报告中可见,相较于高通和苹果,华为芯片的问题最少,VoLTE的话音体验最好。


因为TD-LTE,华为在100多家标准组织中担任90多个重要职务,其中在3GPP担任主席/副主席 4个职位,有28个 3GPP LTE-A 标准项目的报告人。在LTE/EPC领域向ETSI国际标准组织声明1103件基本专利,占全球该领域的14%。


因为TD-LTE 华为完成“从有芯到强芯”的跨越


截至2016年9月,华为麒麟系列芯片累计销售超一亿套。去年发布的麒麟 960,以打造更加快速、流畅、安全的安卓体验为目标,在性能、续航、游戏、拍照、通信和安全等方面均大幅提升用户体验。根据Digitimes给出的预估,未来几年华为麒麟处理器在全球处理器市场份额将稳定成长,将由2016年3.4%的份额增长至2020年的5.5%。

前不久,华为麒麟960力压群雄,被美国权威科技媒体Android Authority评选为“2016最佳安卓手机处理器”。麒麟960除了性能体验和长续航的传统优势外,更针对用户痛点,在智能终端最受关注的安全可信、通信、拍照等方面都取得了创新突破,被世界互联网大会推荐为“世界互联网领先科技成果”,也是全球移动终端领域唯一获得推荐的科技成果。


在今年的 CES 上,搭载华为麒麟 655 芯片的海外版荣耀 6X 正式进军美国,在美国、法国、意大利等欧美国家上市销售。去年,首款搭载华为麒麟950芯片的荣耀8在美国发售,在黑五期间的销量超过1.5万。相信欧美等海外市场的打开,将对麒麟芯片的出货量带来更多利好。


5G时代,华为麒麟更上一层楼


1月17日工信部在《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》中明确,“十三五”时期,将支持5G标准研究和技术试验,推进5G频谱规划,启动5G商用。中国计划于2018年完成第一个版本的5G标准,在5G研发和产业推进工程方面,目标突破5G关键技术和产品,成为5G标准和技术的全球引领者之一。


据了解,在TDD 技术上发展起来的多入多出智能天线(MIMO),目前已经发展到128 阵列、256 阵列的大规模多入多出天线,成为5G 的关键技术之一。同时,华为16年4月份率先完成中国IMT-2020(5G)推进组第一阶段的5G空口关键技术验证和测试,在5G信道编码领域的极化码(Polar Code)技术上取得最新突破,再一次引领行业潮头。华为在与运营商MegaFon合作为2018年俄罗斯世界杯足球赛建设5G实验网,为球迷提供10G bps级的超高速网络体验。


我们相信,未来华为在5G网络的标准、技术、产业和应用中带来更多惊喜,值得期待。


华为麒麟960处理器

麒麟960(kirin 960)是海思半导体有限公司推出的新一代移动设备芯片,麒麟960首次配备ARM Cortex-A73 CPU核心,小核心为A53,组成四大四小的big.LITTLE组合,GPU为Mali G71 MP8。与上一代相比,CPU能效提升15%(单核10%、多核18%),同时,图形处理性能提升180%,GPU能效提升20%,存储方面支持LPDDR4和UFS2.1,号称DDR性能提升90%,文件加密读写性能提升150%。2016年10月19日,华为麒麟芯片在上海举行秋季媒体沟通会上正式亮相,麒麟960以打造更加快速、流畅、安全的安卓体验为目标,在性能、续航、游戏、拍照、通信、安全等方面为用户带来更好的体验。

华为麒麟960处理器

产品发布

华为在2015年发布的Mate8首发搭载了国产芯片麒麟950,麒麟950拉近了和顶级处理器的差距,迈入了一流行列当中。

2016年10月19日,华为麒麟芯片在上海举行秋季媒体沟通会,与来自中国、美国、英国、马来西亚等多国50多位手机、半导体、通信领域的媒体朋友以及行业意见领袖,就麒麟芯片近一年来的进展,进行了小范围的深度沟通交流。本次沟通会上亮相的是华为最新旗舰手机芯片麒麟960。


主要性能

麒麟960将CPU、GPU、Memory等全新升级到A73、Mali G71、UFS2.1,不断提升用户“快”的体验,同时续航更持久、读写性能成倍提升,有效保证了用户快速流畅的应用体验。针对当下热门的VR技术,麒麟960支持高性能的VR解决方案,可提供高达2K@90fps分辨率、MTP时延小于18毫秒的出色性能,支持各种类型的VR产品形态,该芯片在性能(爆发力)、续航(耐力)、拍照(视力)、音频(听力)、通信(沟通力)、安全可信(保护力)等六个方面均有新的突破。

系统支持

华为表示麒麟960对Android 7.0系统做了深度优化,麒麟960是业界首款全面支持次时代Vulkan API的芯片。

续航

以Pokemon Go(口袋妖怪)为代表的AR类游戏,手机屏幕常亮、定位常开、游戏渲染常开,给手机功耗带来了很大挑战。基于麒麟960的智能低功耗方案,AR游戏场景下,续航时间可以提升一倍,AR游戏可以玩一天。

首先,与上一代相比,体验不变,功耗更低。i6微核,可在大核与小核都休眠的情况下,独立接管手机的轻量级任务,使手机处于always on(常感知)的状态,为手机提供卓越的低功耗续航能力。

其次,基于i6的低功耗always on(常感知)特性,麒麟960推出了高精度硬件围栏,可以用于低功耗导航、推送业务、Google Nearby业务等;情境感知技术,可以用于感知用户运动状态、感知用户所处环境如会议室环境、车载环境、嘈杂环境等;低功耗GPS,可将GPS定位功耗降低60%。

拍照

人眼是最好的相机。像人眼一样对焦更快、看得更清楚,是手机拍摄追求的目标。华为的第三代双摄技术,模拟人眼,能够瞬间捕捉清晰图像。

一方面,麒麟960支持更快的对焦速度,能够根据用户拍照环境智能选择合适的对焦模式,对焦更快、更准确,同时增强光学变焦效果,支持4K硬件视频防抖。

另一方面,麒麟960支持黑白双摄实时融合,能够捕捉更多细节,让手机“看”得更清楚。此外,麒麟960提供了更好的人像虚化效果,更广泛的摄影构图视角,虚化点光源光斑效果媲美单反。 

音频

麒麟960采用第三代自研智能音频解决方案Hi6403,拥有强大的信号处理能力;在拾音——传音——放音等环节上均有突破和创新,在同期旗舰机中音频效果表现更优。该音频解决方案支持低功耗模式,功耗在上一代基础上进一步降低17~33%,音乐播放续航更长;支持高清音频播放、32bit/192KHz以及DSD无损格式,带来HiFi级的音频体验。

通信

麒麟960集成全新自研调制解调器,支持四载波聚合(4CC CA)或者双载波聚合+4流(2CC CA+4*4 MIMO),峰值下载速率高达600Mbps,上网速率更快,网络信号更好;支持全网通、全球双卡无缝漫游,带来全新的通信解决方案;VoLTE语音技术新升级,悦音2.0带来犹如面对面的通话体验。

安全

手机,不再只是通讯工具。人们在享受移动支付带来的便捷的同时,往往容易忽略手机使用中的安全风险。木马、病毒、恶意程序侵蚀手机安全的情况时有发生,短信验证码被劫持、账户信息泄露、伪基站和界面劫持等严重威胁现在的移动金融的稳定。对此,麒麟960提出了可信联接的概念,对人与手机、手机与手机之间的联接进行全面的保护。麒麟960可以从源头切断伪基站可能带来的诈骗电话和垃圾短信,保护用户通信联接安全。同时,2016年10月,麒麟960获得央行和银联双重安全认证,是达到金融级安全的手机芯片。这意味着,搭载麒麟960的手机具有和银联IC卡相同安全等级,用户可以尽享支付的安全与便利。

TD-LTE介绍

LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准,包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。

LTE-TDD,国内亦称TD-LTE,即 Time Division Long Term Evolution(分时长期演进),由3GPP组织涵盖的全球各大企业及运营商共同制定,LTE标准中的FDD和TDD两个模式实质上是相同的,两个模式间只存在较小的差异,相似度达90%。[1]  TDD即时分双工(Time Division Duplexing),是移动通信技术使用的双工技术之一,与FDD频分双工相对应。TD-LTE是TDD版本的LTE的技术,FDD-LTE的技术是FDD版本的LTE技术。TD-SCDMA是CDMA(码分多址)技术,TD-LTE是OFDM(正交频分复用)技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令,到网络架构,都不一样。

技术特点

TD-LTE作为通信产业变革期的重要机遇,主要包含三大特点:

1.包含大量中国的专利,由中国主导,同时得到了广泛国际支持,成为了国际标准;

2.上网速度快,能够达到TD-SCDMA技术的几十倍,使无处不在的高速上网成为可能;

3.产业发展速度快,与其他国际移动宽带技术基本实现了同步发展,代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。

早在2004年11月份3GPP魁北克的会议上,3GPP决定开始3G系统的长期演进(Long Term Evolution)的研究项目。世界主要的运营商和设备厂家通过会议、邮件讨论等方式,开始形成对LTE系统的初步需求:

作为一种先进的技术,LTE需要系统在提高峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率,并着眼于降低运营和建网成本方面进行进一步改进,同时为使用户能够获得“Always Online”的体验,需要降低控制和用户平面的时延。该系统必须能够和现有系统(2G/2.5G/3G)共存。

在无线接入网(RAN)侧,将由CDMA技术改变为能够更有效对抗宽带系统多径干扰,并且频谱利用率更为高效的 OFDM(正交频分调制)技术。OFDM技术源于20世纪60年代,其后不断完善和发展,90年代后随着信号处理技术的发展,在数字广播、DSL和无线局域网等领域得到广泛应用。OFDM技术具有抗多径干扰、实现简单、灵活支持不同带宽、频谱利用率高、支持高效自适应调度等优点,是公认的未来4G储备技术。

为进一步提高频谱效率,MIMO(多输入/多输出)技术也成为LTE的必选技术。MIMO技术利用多天线系统的空间信道特性,能同时传输多个数据流,从而有效提高数据速率和频谱效率。

为了降低控制和用户平面的时延,满足低时延(控制面延迟小于100ms,用户面时延小于 5ms)的要求,目前的NodeB-RNC-CN的结构必须得到简化,RNC作为物理实体将不复存在,NodeB将具有RNC的部分功能,成为 eNodeB,eNodeB间通过X2接口进行网状互联,接入到CN中。这种系统的变化必将影响到网络架构的改变,SAE(系统架构的演进)也在进行中, 3GPP同时也在为RAN/CN的平滑演进进行规划。

作为LTE的需求,TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。

在2005年6月在法国召开的3GPP会议上,以大唐移动为龙头,联合国内厂家,提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案,在同年11月,在汉城举行的3GPP工作组会议通过了大唐移动主导的针对TD-SCDMA后续演进的LTE TDD技术提案。

到2006年6月,LTE的可行性研究阶段基本结束,规范制定阶段开始启动。

在2007年9月,3GPP RAN37次会议上,几家国际运营商联合提出了支持TYPE2的TDD帧结构,同年11月在济州工作组会议上通过了LTE TDD融合技术提案,基于TD的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD(TD-SCDMA LCR/HCR)模式。在RAN 38次全会上融合帧结构方案获得通过,被正式写入3GPP标准中。



责任编辑:Davia

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标签: 华为 麒麟960

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