通信基帶長什么樣？基帶領(lǐng)域“玩家”有哪些？

　　自從我們進(jìn)入了4G時代，各家手機(jī)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(luò)有關(guān)的專有名詞，這些技術(shù)最主要來自手機(jī)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(yuǎn)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(jī)的信號、通話質(zhì)量有一定增強(qiáng)。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(jī)中的通信模塊，最主要的功能就是負(fù)責(zé)與移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站進(jìn)行交流，對上下行的無線信號進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)、編碼、解碼工作。沒有了它的支持，你的手機(jī)只能是一個擺設(shè)，無法發(fā)揮出手機(jī)原本應(yīng)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?、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(jìn)行解調(diào)，并且實(shí)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(qiáng)大的處理能力，在現(xiàn)代通信設(shè)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(jī)支持什么制式網(wǎng)絡(luò)及頻段，通話質(zhì)量的好壞、網(wǎng)速的快慢、信號的強(qiáng)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(jī)的使用體驗，外觀上再好看再精致的手機(jī)，沒有一款強(qiáng)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。基帶芯片手機(jī)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(qiáng)大的基帶設(shè)計能力，手握著最為重要的基礎(chǔ)通信技術(shù)專利，而且手機(jī)基帶對于功耗要求非常嚴(yán)苛，要精確控制功耗的變化一點(diǎn)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(jī)來維持銷量和盈利的手機(jī)廠商來說，太具有吸引力了。集成基帶也有缺點(diǎn)就是對射頻性能有一定影響，需要考察手機(jī)廠商對于射頻天線的設(shè)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(shí)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(jī)通信模塊，這個純屬無奈之舉，畢竟基礎(chǔ)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(chǔ)專利，并且設(shè)計了龐大而關(guān)系錯綜復(fù)雜的專利壁壘，而GSM、WCDMA、CDMA、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)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(shè)計中，除非交出一筆不菲的專利“保護(hù)費(fèi)”。

　　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(dāng)我們用手機(jī)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(jī)和基站間建立邏輯信道，語音、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)就通過邏輯信道發(fā)送給基站，實(shí)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：

　　不同網(wǎng)絡(luò)制式下，語音信源編碼方式

　　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(jìn)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(luò)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(luò)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(jìn)行復(fù)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(shí)現(xiàn)的主要方式。