带你发现手机基带的秘密

　　苹果与三星产品外形专利之争不久前以三星“放血”10.5亿美元结束，不过，两者之间另一场专利之战却刚拉开帷幕，只不过两者的角色进行了对调：iPhone5刚发布，三星即以苹果侵犯它的4G LTE技术专利将苹果告上法庭!那么4G LTE技术是什么?竟能成为三星反击的利器!在回答这个问题之前，我们首先来了解一下手机中除了处理器外的一个灵魂人物----基带。

　　基带：我才是大佬

　　在厂商们的广告攻势下，我们在选购智能手机时更多是关注“采用什么样的ARM处理器，什么样的GPU，屏幕又有多大……其实大家都忽略了智能手机中首要的功能：打电话(不然它只能叫迷你平板电脑)!而最基本也是最重要的电话功能就是由基带这个“大佬”负责的。

　　我们的智能手机中通常由两大部分电路组成，一部分是高层处理部分，相当于我们使用的电脑;另一部分就是基带，这部分相当于我们使用的Modem，手机支持什么样的网络制式(GSM、CDMA、WCDMA等)都是由它来决定的，就像ADSLModem和光纤Modem的区别一样。我们用手机打电话、上网、发短信等等，都是通过上层处理系统下发指令给基带部分，并由基带部分处理执行，基带部分完成处理后就会在手机和无线网络间建立起一条逻辑通道，我们的话音、短信或上网数据包都是通过这个逻辑通道传送出去的。简单的比喻来说，基带芯片就相当于一个语言翻译器，他会把我们要发送的信息(比如：语音，视频)，根据制定好的规则(比如：WCDMA，CDMA2000)，把用户要传送的信息转换一下格式，然后发送出去。我们现在知道联通、电信和移动的3G网络都不一样，其实落脚到手机上就是基带芯片支持的规范不同。比如电信版iPhone4与联通版iPhone4，最大不同就是基带芯片。

　　早期手机的功能较为单一，主要提供语音通话及文字短讯的传送，当时的基带零组件也较为简单，主要含括模拟基带、数字基带、内存、功率管理四大部分，最初主要采用通用架构完成计算和处理工作，DSP成为最重要的选择。后来随着多媒体等更多应用的兴起，单独的DSP开始应付不过来了。应用处理器和协处理器在手机中的应用是手机发展过程中是一个关键的时间点，正因为它们的引入，才真正扩展了手机的功能。

　　纷争的基带芯片市场

　　基带是手机中最核心的部分，也是专利技术含量最高的部分，全球只有极少数厂家拥有此项技术，包括德州仪器、爱立信、高通、联发科、NXP、飞思卡尔、英飞凌(已经被英特尔收购)、展讯等。其中高通又是这里面的老大!

　　高通的无线通信算法十分强悍，所以它被称为手机领域的“英特尔”。高通的专利群之大，导致目前WCDMA/CDMA/TD-SCDMA(甚至LTE)规范通通绕不开它的基本专利。高通在2011年基带芯片市场的份额达到了45%，如三星和索尼爱立信的智能手机90%都采用高通的基带。不过，高通也学会了微软的捆绑手法：把自家的基带和性能稍次一点的ARM处理器一起打包销售。当然，高通也提供纯基带版MDM系列芯片，但只包含无线基带硬核的MDM比打包销售的MSM便宜不了多少。因此，设备厂商就算选用纯基带版MDM芯片往往也是不得已而为之。比如HTC需要支持LTE制式的ThunderBolt手机，所采用的MSM8655本身不支持LTE，不得不添加MDM9600芯片。

　　目前在基带市场排在第二位就是英特尔。英特尔之所以在该市场供应商排行榜上位居前列，是因为在2011年初收购了英飞凌的无线芯片业务部门，而它最大客户就是苹果。比如自第一代iPhone到iPhone4采用的均是英飞凌的基带芯片。只不过在CDMA领域，英飞凌没有对应的产品，因此电信版iPhone及后来的iPhone4S不得不改用高通的基带。

　　(图1)

　　另外还有两家不得不提的基带方案厂商：德州仪器(Ti)和英伟达(NVIDIA)。在2G/2.5G时代，德州仪器在基带市场仍占有一席之地，比如当时的诺基亚机型基本都是采用Ti的基带。但进3G时代后，德州仪器在基带领域的发展基本停滞不前，不过它在ARM应用处理器领域仍具有很大优势。俗话说：“长江后浪推前浪”，如果将Ti比如前浪的话，那么NVIDIA就可以称为后浪。自推出Tegra以来，NVIDIA在ARM应用处理器领域发展势头一直不错。但Tegra的不足是没有集成基带处理器，无疑增加了终端产品的开发难度和成本。如何办?对于从未做过任何通信产品的英伟达来说，收购基带公司就成为了最快捷的方案。NVIDIA不久前以3.67亿美元的现金全面收购拥有基带和射频技术的Icera厂商。这次收购结束后，NVIDIA将同时拥有智能手机基带处理器和应用处理器两大技术，在移动市场的地位将得到进一步的提升。

　　4G时代将是新一轮基带芯片专利大战

　　谈到这里，到了回答开头那个问题：“4G LTE是什么?” 的时候。4G LTE是由ITU(国际电信联盟)认可的4G技术标准。对4G来讲，最值得期待的就是高速数据业务，4G标准和应用将一起推动手机芯片包括基带芯片架构的改变。而苹果之所以成为被告，是由于iPhone 5采用了高通的MDM9615M LTE基带。在目前全球4G LTE专利中，三星拥有约10～12%的专利，仅次于诺基亚及高通。之前,三星及高通间已有互不告对方侵权的协议，但仅限于三星自家产品，其它采用高通芯片的4G LTE手机，因为无法完全涵盖所有高度的必要专利，仍需要获得三星LTE专利授权，这是三星反制苹果的最大利基点。正如苹果与三星的专利诉讼大战所凸显的那样，专利已成为科技巨头们的新型硬通货。随着4G时代的来临， LTE专利争端还将延续，LTE必将成为基带领域的下一个焦点。

　　(图2)

　　在未来的LTE基带芯片中，高通处理器芯片仍继承它一贯以来在网络制式兼容性上的优势。它的SnapdragonS4系列处理器是首次完全集成3G/4G全模式的芯片。其中，双核的MSM8960则是几乎支持世界所有网络制式的手机芯片，在单一芯片上集成包括2G、3G以及4G调制解调器技术，它集成的基带芯片基于高通第二代LTE MODEM，与MDM9x15中的几乎一样。值得一提的是，国内厂商在LTE芯片领域的布局也取得了进步。联芯早在2010年12月份推出了双模芯片LC1760，并在今年发布一颗TD-LTE/LTEFDD/TD-HSPA/GGE多模芯片LC1761及TD-LTE/LTEFDD双模基带芯片LC1761L。在2012年国际消费电子展上，展讯也发布了其第一款TD-LTE基带调制解调器SC9610。而在LTE的核心专利上，中兴所占专利已超过5%。这些将为未来我国企业在移动通信领域的核心竞争力奠定了基础。

　　延伸阅读：射频芯片，基带的搭档!

　　我们都知道，在空中传送的信号，比如WCDMA，频率是2100MHz的，而手机通过基带芯片出来的信号，一般只有几MHz，那怎么办?这就要通过射频芯片。在手机终端中，射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大，起到一个发射机和接收机的作用。目前的主流是将射频收发器(小信号部分)集成到手机基带中，未来射频前端也有可能集成到手机基带里。

　　Q&A：常说的“刷基带”是什么意思?

　　现在主流手机中的基带部分基本上都可以利用软件来实现无线信号的解码工作，同时采用软件无线电技术可以方便地实现基带部分的升级，以满足不同的需要或是修正基带部分的BUG----这也就是我们平时所说的刷基带。刷基带能提高手机信号的质量。不同的基带软件内有不同的参数设置，如果你觉得当前基带的信号不好，或者你手机网络上网较慢、通话有杂音的话，可以尝试一下用此方法解决。友情提示：手机固件刷坏了可能还能自己动手修复，但基带刷坏了基本上就只能送修了，所以菜鸟勿轻易尝试!