基帶長什么樣？英特爾基帶肆意挑釁 - 全文

自從我們進入了4G時代，各家手機廠商處理器新品發(fā)布會現(xiàn)場都會聽到支持全網(wǎng)通、x模x頻等等一系列與通信網(wǎng)絡有關(guān)的專有名詞，這些技術(shù)最主要來自手機中的一個名為基帶的芯片支持。那么什么是基帶芯片呢？

什么是基帶？

對于基帶一詞，想必很多網(wǎng)友都是耳熟能祥的東西，畢竟在“遠古”時代的Android是可以隨意刷寫基帶，就像更新ROM一樣簡單，刷入新基帶過后還可能對手機的信號、通話質(zhì)量有一定增強。不過呢在這里，我們所指的基帶是硬件上的基帶芯片。

基帶芯片就是手機中的通信模塊，最主要的功能就是負責與移動通信網(wǎng)絡的基站進行交流，對上下行的無線信號進行調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼工作。沒有了它的支持，你的手機只能是一個擺設，無法發(fā)揮出手機原本應該有的通訊作用，包括通話、短信、上網(wǎng)一系列互連功能。基帶的作用十分類似于我們?nèi)粘Ｉ钪械墓庳垺?a target="_blank">ADSL貓作用，只不過是將信號處理對象由光、電變成電磁波。

基帶芯片核心部分最主要分為兩個部分：射頻部分和基帶部分。射頻部分是將電信號調(diào)制成電磁波發(fā)送出去或是對接收電磁波進行解調(diào)，并且實現(xiàn)基帶調(diào)制信號的上變頻和下變頻?；鶐Р糠忠话闶菍π盘柼幚?，一般由固定功能的DSP提供強大的處理能力，在現(xiàn)代通信設備中，DSP一般被用作語音信號處理、信道編解碼、圖像處理等等。

因此你的手機支持什么制式網(wǎng)絡及頻段，通話質(zhì)量的好壞、網(wǎng)速的快慢、信號的強弱都由這塊基帶芯片決定，不同的基帶芯片之間參數(shù)、性能、體驗區(qū)別非常之大。因此基帶的好壞已經(jīng)基本上決定了你手機的使用體驗，外觀上再好看再精致的手機，沒有一款強大的基帶芯片在背后默默支持，那也只不過是個花瓶玩意，中看不中用?；鶐酒謾C中最核心的部分，也是技術(shù)含量最高的部分，全球只有極少數(shù)廠家擁有此項技術(shù)。

基帶長什么樣？

集成于SoC：

目前移動基帶的趨向于集成于SoC上（System on a Chip，片上系統(tǒng)，就是一個芯片集成了非常多的功能）。以高通驍龍835為例，在整個SoC芯片上，集成了CPU、GPU、DSP、ISP、安全模塊以及X16 LTE Modem，也就是移動基帶。

　　通常情況下，SoC內(nèi)置通信基帶往往意味著廠商擁有著強大的基帶設計能力，手握著最為重要的基礎通信技術(shù)專利，而且手機基帶對于功耗要求非常嚴苛，要精確控制功耗的變化一點都不容易。目前能做到在SoC上集成基帶功能的廠商包括：高通、MTK、華為等。

　　因此目前大量銷售高通以及MTK的SoC方案非常省事，他們已經(jīng)把CPU、GPU、基帶什么的都調(diào)試好，這對于需要大量新機來維持銷量和盈利的手機廠商來說，太具有吸引力了。集成基帶也有缺點就是對射頻性能有一定影響，需要考察手機廠商對于射頻天線的設計能力。

　　SoC集成基帶將會是未來的主流，無論是高通、MTK、華為都在搞集成基帶，好處顯而易見，成本降下來了，這很容易理解，原來需要兩塊或者更多芯片才能完成的事情，現(xiàn)在只要一塊就可以搞定。

　　外掛基帶：

　　由于基帶芯片的技術(shù)門檻高、研發(fā)周期長、資金投入大， 對于一般廠商而言，自行開發(fā)基帶芯片十分不劃算，都是通過外掛別家廠商的基帶實現(xiàn)通信功能。另外部分廠商對于基帶研發(fā)速度較慢，跟不上CPU的更新?lián)Q代速度，因此外置基帶顯然成本更為低廉。

　　外掛基帶也不是什么丟人的事，即便是三星仍在采用外掛基帶策略作為手機通信模塊，這個純屬無奈之舉，畢竟基礎通信技術(shù)有著不可跨越的專利壁壘，你必須得購買別家的技術(shù)授權(quán)，傳聞三星下一代shannon 359基帶將會完全集成于SoC內(nèi)。

　　而且還有一種十分重要的原因，就是高通是Code Divsion Multi Access（CDMA）的發(fā)明者，擁有最多的CDMA基礎專利，并且設計了龐大而關(guān)系錯綜復雜的專利壁壘，而GSM、WCDMA、CDMA、TD－SCDMA網(wǎng)絡大量使用了CDMA的技術(shù)原理以及專利，現(xiàn)在以及可見的未來是繞不開的，外人很難將這些技術(shù)集成到自己的基帶設計中，除非交出一筆不菲的專利“保護費”。

　　蘋果iPhone 7使用的A10 Fusion SoC ＋ Samsung RAM，外掛高通MDM9645M Cat．12基帶方案

　　信號處理過程

　　當我們用手機打電話、上網(wǎng)時，電信號首先要經(jīng)過基帶處理，然后在手機和基站間建立邏輯信道，語音、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就通過邏輯信道發(fā)送給基站，實現(xiàn)信息的互聯(lián)和通信。

　　一個經(jīng)過簡化的數(shù)字通信系統(tǒng)模型如下所示：

　　信源編碼——刪繁就簡

　　主要目前就是前期將需要傳輸?shù)男旁磾?shù)據(jù)進行過濾，把沒有用的、冗余的數(shù)據(jù)全部去掉，使用一定算法壓縮信息，好處不言而喻，節(jié)省了信道資源、提高了系統(tǒng)有效性。

　　不同網(wǎng)絡制式下，語音信源編碼方式

　　信道編碼——增加冗余檢錯

　　與信源編碼相反，信道編碼的主要目的就是增加冗余信息，因為電磁波信號在自由空間傳播時，信道中常有干擾、噪聲以及多徑衰落問題，造成信號收發(fā)出錯，因此發(fā)明了信道編碼，引入冗余信息使得接受的信息也可以自行糾錯檢錯。

　　不同網(wǎng)絡制式下，信道編碼方式

　　數(shù)字調(diào)制——頻譜搬移

　　發(fā)射端將調(diào)制信號從低頻端搬移到高頻端（數(shù)字基帶信號與正弦波相乘調(diào)制成數(shù)字帶通信號），便于天線發(fā)送或?qū)崿F(xiàn)不同信號源，并且可以對頻譜進行復用，提供利用率。

　　信源解碼、信道解碼、數(shù)字解調(diào)都是其逆向過程，同樣需要專用硬件支持。目前隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，ARM微處理器、DSP和FPGA結(jié)構(gòu)體系成為移動終端芯片實現(xiàn)的主要方式。

　　基帶領域有哪些“玩家”？

　　下行Cat解釋

　　上行Cat解釋

　　高通：

　　憑借多年來在 CDMA 技術(shù)上的積累，成為了目前基帶市場中占據(jù)份額最大的廠商。根據(jù)國外市場調(diào)研機構(gòu) Strategy AnalyTIcs 最新的報告顯示， 2016 年上半年，全球蜂窩基帶處理器的市場規(guī)模達到了105億美元，其中有超過50％的收益份額被高通拿走，出貨量份額也達到了54％。

　　高通為了保持在技術(shù)上的領先優(yōu)勢，在基帶研發(fā)投入了大量資金，因此高通擁有大量高性能、集成全網(wǎng)通、支持技術(shù)齊備的通信基帶，無論是外掛還是內(nèi)置，一樣難不倒高通。而且更是發(fā)布了X50全球第一個5G網(wǎng)絡通信基帶，高通至今奉行技術(shù)先行，標準由“我”定的做事風格。

　　聯(lián)發(fā)科：

　　得益于中國以及新興市場對于中低端的智能手機推動，MTK聯(lián)發(fā)科的通信基帶出貨份額攀升至23％，排名第二。憑借著較低的價格，聯(lián)發(fā)科大舉殺入中低端市場，前期大量支持“五?！彪p4G的基帶，成功避開了高通在CDMA方面的專利，獲得大量市場用戶。此后更是實現(xiàn)了SoC上集成了全網(wǎng)通。

　　三星：

　　三星在基帶市場上一直處于自研自用，不過以三星在Android市場上稱皇稱霸，12％份額排名第三。而且全部都以外掛形式，有報道稱三星下一代shannon 359基帶將會集成于SoC上。

　　展訊：

　　作為為數(shù)不多的中國玩家，展訊的名頭視乎不太響亮，但是其外掛基帶在業(yè)界內(nèi)可是大名鼎鼎，前幾年還獲得了Intel大筆投資，因此其基帶性能非常不錯，更是研制出連高通都沒做出的來雙卡雙待雙通方案。

　　Intel：

　　Intel原本在基帶市場也是默默無聞的，不過由于intel不再死守X86處理器市場，全面多元化旗下業(yè)務，因此在全球4G浪潮推動下，LTE基帶供應商都獲得超越之前的份額，而且在iPhone 7上首次集成了Intel XMM系列基帶，加之iPhone每年都熱賣，Intel基帶市場份額將會得到進一步增長。

　　什么是多模多頻？

　　我們經(jīng)常在手機發(fā)布會上看到這個手機支持五模十三頻、全網(wǎng)通之類的，那么到底是個什么玩意？

　　多模指的就是支持移動通信制式的種類。在中國，移動通信制式包括移動TD－LTE、電信／聯(lián)通LTE FDD、移動TD SCDMA、聯(lián)通WCDMA、移動／聯(lián)通GSM、電信CDMA2000、電信CDMA 1x、EVDO。

　　多頻就是在各種模式下手機能支持工作頻率，由于全球范圍內(nèi)每個國家對于網(wǎng)絡制式使用以及頻段劃分不一致，同時避免頻段干擾，即便是運行在同一個網(wǎng)絡制式上，也會有頻段上的區(qū)別。

　　舉個例子，中國移動所提出的五模十三頻，就是同時支持TD－LTE、LTE FDD、TD－SCDMA、WCDMA、GSM五種移動通信制式；支持TD－LTE Band38／39／40，TD－SCDMA Band34／39，WCDMA Band1／2／5，LTE FDD Band7／3，GSM Band2／3／8 這10個中國境內(nèi)最常用的頻段，此外還支持TD－LTE Band41，LTE FDD Band1／17，GSM Band5頻段的話，就可以實現(xiàn)手機全球漫游。

　　其實大家對于自己手機通信質(zhì)量不必太擔心，因為電信網(wǎng)是一個公共網(wǎng)，一個設備出現(xiàn)問題就有可能影響到整個網(wǎng)絡的運行。因此中國長期以來對電信設備一直采用入網(wǎng)許可證制度，所有進入公共電信網(wǎng)的設備都必須要通過檢測，符合相關(guān)要求的設備才允許入網(wǎng)使用。