帶你發(fā)現(xiàn)手機(jī)基帶的秘密

　　蘋果與三星產(chǎn)品外形專利之爭不久前以三星“放血”10.5億美元結(jié)束，不過，兩者之間另一場專利之戰(zhàn)卻剛拉開帷幕，只不過兩者的角色進(jìn)行了對調(diào)：iPhone5剛發(fā)布，三星即以蘋果侵犯它的4G LTE技術(shù)專利將蘋果告上法庭!那么4G LTE技術(shù)是什么?竟能成為三星反擊的利器!在回答這個問題之前，我們首先來了解一下手機(jī)中除了處理器外的一個靈魂人物----基帶。

　　基帶：我才是大佬

　　在廠商們的廣告攻勢下，我們在選購智能手機(jī)時更多是關(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(jī)中首要的功能：打電話(不然它只能叫迷你平板電腦)!而最基本也是最重要的電話功能就是由基帶這個“大佬”負(fù)責(zé)的。

　　我們的智能手機(jī)中通常由兩大部分電路組成，一部分是高層處理部分，相當(dāng)于我們使用的電腦;另一部分就是基帶，這部分相當(dāng)于我們使用的Modem，手機(jī)支持什么樣的網(wǎng)絡(luò)制式(GSM、CDMA、WCDMA等)都是由它來決定的，就像ADSLModem和光纖Modem的區(qū)別一樣。我們用手機(jī)打電話、上網(wǎng)、發(fā)短信等等，都是通過上層處理系統(tǒng)下發(fā)指令給基帶部分，并由基帶部分處理執(zhí)行，基帶部分完成處理后就會在手機(jī)和無線網(wǎng)絡(luò)間建立起一條邏輯通道，我們的話音、短信或上網(wǎng)數(shù)據(jù)包都是通過這個邏輯通道傳送出去的。簡單的比喻來說，基帶芯片就相當(dāng)于一個語言翻譯器，他會把我們要發(fā)送的信息(比如：語音，視頻)，根據(jù)制定好的規(guī)則(比如：WCDMA，CDMA2000)，把用戶要傳送的信息轉(zhuǎn)換一下格式，然后發(fā)送出去。我們現(xiàn)在知道聯(lián)通、電信和移動的3G網(wǎng)絡(luò)都不一樣，其實(shí)落腳到手機(jī)上就是基帶芯片支持的規(guī)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(jī)的功能較為單一，主要提供語音通話及文字短訊的傳送，當(dāng)時的基帶零組件也較為簡單，主要含括模擬基帶、數(shù)字基帶、內(nèi)存、功率管理四大部分，最初主要采用通用架構(gòu)完成計(jì)算和處理工作，DSP成為最重要的選擇。后來隨著多媒體等更多應(yīng)用的興起，單獨(dú)的DSP開始應(yīng)付不過來了。應(yīng)用處理器和協(xié)處理器在手機(jī)中的應(yīng)用是手機(jī)發(fā)展過程中是一個關(guān)鍵的時間點(diǎn)，正因?yàn)樗鼈兊囊?，才真正擴(kuò)展了手機(jī)的功能。

　　紛爭的基帶芯片市場

　　基帶是手機(jī)中最核心的部分，也是專利技術(shù)含量最高的部分，全球只有極少數(shù)廠家擁有此項(xiàng)技術(shù)，包括德州儀器、愛立信、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!

　　高通的無線通信算法十分強(qiáng)悍，所以它被稱為手機(jī)領(lǐng)域的“英特爾”。高通的專利群之大，導(dǎo)致目前WCDMA/CDMA/TD-SCDMA(甚至LTE)規(guī)范通通繞不開它的基本專利。高通在2011年基帶芯片市場的份額達(dá)到了45%，如三星和索尼愛立信的智能手機(jī)90%都采用高通的基帶。不過，高通也學(xué)會了微軟的捆綁手法：把自家的基帶和性能稍次一點(diǎn)的ARM處理器一起打包銷售。當(dāng)然，高通也提供純基帶版MDM系列芯片，但只包含無線基帶硬核的MDM比打包銷售的MSM便宜不了多少。因此，設(shè)備廠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(jī)，所采用的MSM8655本身不支持LTE，不得不添加MDM9600芯片。

　　目前在基帶市場排在第二位就是英特爾。英特爾之所以在該市場供應(yīng)商排行榜上位居前列，是因?yàn)樵?011年初收購了英飛凌的無線芯片業(yè)務(wù)部門，而它最大客戶就是蘋果。比如自第一代iPhone到iPhone4采用的均是英飛凌的基帶芯片。只不過在CDMA領(lǐng)域，英飛凌沒有對應(yīng)的產(chǎn)品，因此電信版iPhone及后來的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商：德州儀器(Ti)和英偉達(dá)(NVIDIA)。在2G/2.5G時代，德州儀器在基帶市場仍占有一席之地，比如當(dāng)時的諾基亞機(jī)型基本都是采用Ti的基帶。但進(jìn)3G時代后，德州儀器在基帶領(lǐng)域的發(fā)展基本停滯不前，不過它在ARM應(yīng)用處理器領(lǐng)域仍具有很大優(yōu)勢。俗話說：“長江后浪推前浪”，如果將Ti比如前浪的話，那么NVIDIA就可以稱為后浪。自推出Tegra以來，NVIDIA在ARM應(yīng)用處理器領(lǐng)域發(fā)展勢頭一直不錯。但Tegra的不足是沒有集成基帶處理器，無疑增加了終端產(chǎn)品的開發(fā)難度和成本。如何辦?對于從未做過任何通信產(chǎn)品的英偉達(dá)來說，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(xiàn)金全面收購擁有基帶和射頻技術(shù)的Icera廠商。這次收購結(jié)束后，NVIDIA將同時擁有智能手機(jī)基帶處理器和應(yīng)用處理器兩大技術(shù)，在移動市場的地位將得到進(jìn)一步的提升。

　　4G時代將是新一輪基帶芯片專利大戰(zhàn)

　　談到這里，到了回答開頭那個問題：“4G LTE是什么?” 的時候。4G LTE是由ITU(國際電信聯(lián)盟)認(rèn)可的4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對4G來講，最值得期待的就是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，4G標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用將一起推動手機(jī)芯片包括基帶芯片架構(gòu)的改變。而蘋果之所以成為被告，是由于iPhone 5采用了高通的MDM9615M LTE基帶。在目前全球4G LTE專利中，三星擁有約10～12%的專利，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(quán)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(jī)，因?yàn)闊o法完全涵蓋所有高度的必要專利，仍需要獲得三星LTE專利授權(quán)，這是三星反制蘋果的最大利基點(diǎn)。正如蘋果與三星的專利訴訟大戰(zhàn)所凸顯的那樣，專利已成為科技巨頭們的新型硬通貨。隨著4G時代的來臨， LTE專利爭端還將延續(xù)，LTE必將成為基帶領(lǐng)域的下一個焦點(diǎn)。

　　(圖2)

　　在未來的LTE基帶芯片中，高通處理器芯片仍繼承它一貫以來在網(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(jī)芯片，在單一芯片上集成包括2G、3G以及4G調(diào)制解調(diào)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(nèi)廠商在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雙模基帶芯片LC1761L。在2012年國際消費(fèi)電子展上，展訊也發(fā)布了其第一款TD-LTE基帶調(diào)制解調(diào)器SC9610。而在LTE的核心專利上，中興所占專利已超過5%。這些將為未來我國企業(yè)在移動通信領(lǐng)域的核心競爭力奠定了基礎(chǔ)。

　　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(jī)通過基帶芯片出來的信號，一般只有幾MHz，那怎么辦?這就要通過射頻芯片。在手機(jī)終端中，射頻芯片負(fù)責(zé)射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大，起到一個發(fā)射機(jī)和接收機(jī)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(jī)基帶中，未來射頻前端也有可能集成到手機(jī)基帶里。

　　Q&A：常說的“刷基帶”是什么意思?

　　現(xiàn)在主流手機(jī)中的基帶部分基本上都可以利用軟件來實(shí)現(xiàn)無線信號的解碼工作，同時采用軟件無線電技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)基帶部分的升級，以滿足不同的需要或是修正基帶部分的BUG----這也就是我們平時所說的刷基帶。刷基帶能提高手機(jī)信號的質(zhì)量。不同的基帶軟件內(nèi)有不同的參數(shù)設(shè)置，如果你覺得當(dāng)前基帶的信號不好，或者你手機(jī)網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)較慢、通話有雜音的話，可以嘗試一下用此方法解決。友情提示：手機(jī)固件刷壞了可能還能自己動手修復(fù)，但基帶刷壞了基本上就只能送修了，所以菜鳥勿輕易嘗試!