帶你發(fā)現手機基帶的秘密

　　蘋(píng)果與三星產(chǎn)品外形專(zhuān)利之爭不久前以三星“放血”10.5億美元結束，不過(guò)，兩者之間另一場(chǎng)專(zhuān)利之戰卻剛拉開(kāi)帷幕，只不過(guò)兩者的角色進(jìn)行了對調：iPhone5剛發(fā)布，三星即以蘋(píng)果侵犯它的4G LTE技術(shù)專(zhuān)利將蘋(píng)果告上法庭!那么4G LTE技術(shù)是什么?竟能成為三星反擊的利器!在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們首先來(lái)了解一下手機中除了處理器外的一個(gè)靈魂人物----基帶。

　　基帶：我才是大佬

　　在廠(chǎng)商們的廣告攻勢下，我們在選購智能手機時(shí)更多是關(guān)注“采用什么樣的ARM處理器，什么樣的GPU，屏幕又有多大……其實(shí)大家都忽略了智能手機中首要的功能：打電話(huà)(不然它只能叫迷你平板電腦)!而最基本也是最重要的電話(huà)功能就是由基帶這個(gè)“大佬”負責的。

　　我們的智能手機中通常由兩大部分電路組成，一部分是高層處理部分，相當于我們使用的電腦;另一部分就是基帶，這部分相當于我們使用的Modem，手機支持什么樣的網(wǎng)絡(luò )制式(GSM、CDMA、WCDMA等)都是由它來(lái)決定的，就像ADSLModem和光纖Modem的區別一樣。我們用手機打電話(huà)、上網(wǎng)、發(fā)短信等等，都是通過(guò)上層處理系統下發(fā)指令給基帶部分，并由基帶部分處理執行，基帶部分完成處理后就會(huì )在手機和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )間建立起一條邏輯通道，我們的話(huà)音、短信或上網(wǎng)數據包都是通過(guò)這個(gè)邏輯通道傳送出去的。簡(jiǎn)單的比喻來(lái)說(shuō)，基帶芯片就相當于一個(gè)語(yǔ)言翻譯器，他會(huì )把我們要發(fā)送的信息(比如：語(yǔ)音，視頻)，根據制定好的規則(比如：WCDMA，CDMA2000)，把用戶(hù)要傳送的信息轉換一下格式，然后發(fā)送出去。我們現在知道聯(lián)通、電信和移動(dòng)的3G網(wǎng)絡(luò )都不一樣，其實(shí)落腳到手機上就是基帶芯片支持的規范不同。比如電信版iPhone4與聯(lián)通版iPhone4，最大不同就是基帶芯片。

　　早期手機的功能較為單一，主要提供語(yǔ)音通話(huà)及文字短訊的傳送，當時(shí)的基帶零組件也較為簡(jiǎn)單，主要含括模擬基帶、數字基帶、內存、功率管理四大部分，最初主要采用通用架構完成計算和處理工作，DSP成為最重要的選擇。后來(lái)隨著(zhù)多媒體等更多應用的興起，單獨的DSP開(kāi)始應付不過(guò)來(lái)了。應用處理器和協(xié)處理器在手機中的應用是手機發(fā)展過(guò)程中是一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)，正因為它們的引入，才真正擴展了手機的功能。

　　紛爭的基帶芯片市場(chǎng)

　　基帶是手機中最核心的部分，也是專(zhuān)利技術(shù)含量最高的部分，全球只有極少數廠(chǎng)家擁有此項技術(shù)，包括德州儀器、愛(ài)立信、高通、聯(lián)發(fā)科、NXP、飛思卡爾、英飛凌(已經(jīng)被英特爾收購)、展訊等。其中高通又是這里面的老大!

　　高通的無(wú)線(xiàn)通信算法十分強悍，所以它被稱(chēng)為手機領(lǐng)域的“英特爾”。高通的專(zhuān)利群之大，導致目前WCDMA/CDMA/TD-SCDMA(甚至LTE)規范通通繞不開(kāi)它的基本專(zhuān)利。高通在2011年基帶芯片市場(chǎng)的份額達到了45%，如三星和索尼愛(ài)立信的智能手機90%都采用高通的基帶。不過(guò)，高通也學(xué)會(huì )了微軟的捆綁手法：把自家的基帶和性能稍次一點(diǎn)的ARM處理器一起打包銷(xiāo)售。當然，高通也提供純基帶版MDM系列芯片，但只包含無(wú)線(xiàn)基帶硬核的MDM比打包銷(xiāo)售的MSM便宜不了多少。因此，設備廠(chǎng)商就算選用純基帶版MDM芯片往往也是不得已而為之。比如HTC需要支持LTE制式的ThunderBolt手機，所采用的MSM8655本身不支持LTE，不得不添加MDM9600芯片。

　　目前在基帶市場(chǎng)排在第二位就是英特爾。英特爾之所以在該市場(chǎng)供應商排行榜上位居前列，是因為在2011年初收購了英飛凌的無(wú)線(xiàn)芯片業(yè)務(wù)部門(mén)，而它最大客戶(hù)就是蘋(píng)果。比如自第一代iPhone到iPhone4采用的均是英飛凌的基帶芯片。只不過(guò)在CDMA領(lǐng)域，英飛凌沒(méi)有對應的產(chǎn)品，因此電信版iPhone及后來(lái)的iPhone4S不得不改用高通的基帶。

　　(圖1)

　　另外還有兩家不得不提的基帶方案廠(chǎng)商：德州儀器(Ti)和英偉達(NVIDIA)。在2G/2.5G時(shí)代，德州儀器在基帶市場(chǎng)仍占有一席之地，比如當時(shí)的諾基亞機型基本都是采用Ti的基帶。但進(jìn)3G時(shí)代后，德州儀器在基帶領(lǐng)域的發(fā)展基本停滯不前，不過(guò)它在A(yíng)RM應用處理器領(lǐng)域仍具有很大優(yōu)勢。俗話(huà)說(shuō)：“長(cháng)江后浪推前浪”，如果將Ti比如前浪的話(huà)，那么NVIDIA就可以稱(chēng)為后浪。自推出Tegra以來(lái)，NVIDIA在A(yíng)RM應用處理器領(lǐng)域發(fā)展勢頭一直不錯。但Tegra的不足是沒(méi)有集成基帶處理器，無(wú)疑增加了終端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度和成本。如何辦?對于從未做過(guò)任何通信產(chǎn)品的英偉達來(lái)說(shuō)，收購基帶公司就成為了最快捷的方案。NVIDIA不久前以3.67億美元的現金全面收購擁有基帶和射頻技術(shù)的Icera廠(chǎng)商。這次收購結束后，NVIDIA將同時(shí)擁有智能手機基帶處理器和應用處理器兩大技術(shù)，在移動(dòng)市場(chǎng)的地位將得到進(jìn)一步的提升。

　　4G時(shí)代將是新一輪基帶芯片專(zhuān)利大戰

　　談到這里，到了回答開(kāi)頭那個(gè)問(wèn)題：“4G LTE是什么?” 的時(shí)候。4G LTE是由ITU(國際電信聯(lián)盟)認可的4G技術(shù)標準。對4G來(lái)講，最值得期待的就是高速數據業(yè)務(wù)，4G標準和應用將一起推動(dòng)手機芯片包括基帶芯片架構的改變。而蘋(píng)果之所以成為被告，是由于iPhone 5采用了高通的MDM9615M LTE基帶。在目前全球4G LTE專(zhuān)利中，三星擁有約10～12%的專(zhuān)利，僅次于諾基亞及高通。之前,三星及高通間已有互不告對方侵權的協(xié)議，但僅限于三星自家產(chǎn)品，其它采用高通芯片的4G LTE手機，因為無(wú)法完全涵蓋所有高度的必要專(zhuān)利，仍需要獲得三星LTE專(zhuān)利授權，這是三星反制蘋(píng)果的最大利基點(diǎn)。正如蘋(píng)果與三星的專(zhuān)利訴訟大戰所凸顯的那樣，專(zhuān)利已成為科技巨頭們的新型硬通貨。隨著(zhù)4G時(shí)代的來(lái)臨， LTE專(zhuān)利爭端還將延續，LTE必將成為基帶領(lǐng)域的下一個(gè)焦點(diǎn)。

　　(圖2)

　　在未來(lái)的LTE基帶芯片中，高通處理器芯片仍繼承它一貫以來(lái)在網(wǎng)絡(luò )制式兼容性上的優(yōu)勢。它的SnapdragonS4系列處理器是首次完全集成3G/4G全模式的芯片。其中，雙核的MSM8960則是幾乎支持世界所有網(wǎng)絡(luò )制式的手機芯片，在單一芯片上集成包括2G、3G以及4G調制解調器技術(shù)，它集成的基帶芯片基于高通第二代LTE MODEM，與MDM9x15中的幾乎一樣。值得一提的是，國內廠(chǎng)商在LTE芯片領(lǐng)域的布局也取得了進(jìn)步。聯(lián)芯早在2010年12月份推出了雙模芯片LC1760，并在今年發(fā)布一顆TD-LTE/LTEFDD/TD-HSPA/GGE多模芯片LC1761及TD-LTE/LTEFDD雙?；鶐酒琇C1761L。在2012年國際消費電子展上，展訊也發(fā)布了其第一款TD-LTE基帶調制解調器SC9610。而在LTE的核心專(zhuān)利上，中興所占專(zhuān)利已超過(guò)5%。這些將為未來(lái)我國企業(yè)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的核心競爭力奠定了基礎。

　　延伸閱讀：射頻芯片，基帶的搭檔!

　　我們都知道，在空中傳送的信號，比如WCDMA，頻率是2100MHz的，而手機通過(guò)基帶芯片出來(lái)的信號，一般只有幾MHz，那怎么辦?這就要通過(guò)射頻芯片。在手機終端中，射頻芯片負責射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大，起到一個(gè)發(fā)射機和接收機的作用。目前的主流是將射頻收發(fā)器(小信號部分)集成到手機基帶中，未來(lái)射頻前端也有可能集成到手機基帶里。

　　Q&A：常說(shuō)的“刷基帶”是什么意思?

　　現在主流手機中的基帶部分基本上都可以利用軟件來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)信號的解碼工作，同時(shí)采用軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)可以方便地實(shí)現基帶部分的升級，以滿(mǎn)足不同的需要或是修正基帶部分的BUG----這也就是我們平時(shí)所說(shuō)的刷基帶。刷基帶能提高手機信號的質(zhì)量。不同的基帶軟件內有不同的參數設置，如果你覺(jué)得當前基帶的信號不好，或者你手機網(wǎng)絡(luò )上網(wǎng)較慢、通話(huà)有雜音的話(huà)，可以嘗試一下用此方法解決。友情提示：手機固件刷壞了可能還能自己動(dòng)手修復，但基帶刷壞了基本上就只能送修了，所以菜鳥(niǎo)勿輕易嘗試!