目錄⊙基帶芯片概述

⊙基帶芯片廠商概述

⊙流行手機(jī)使用的基帶芯片概述

⊙1G/2G/3G/4G/5G概述

⊙相關(guān)調(diào)制解調(diào)技術(shù)概述

基帶芯片是手機(jī)芯片里面的制高點(diǎn)，一直是國(guó)際巨頭的必爭(zhēng)之地。

我們一般都會(huì)認(rèn)為手機(jī)CPU的性能體現(xiàn)在其處理速度和功耗，其實(shí)在智能手機(jī)時(shí)代還有一層最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的需求—手機(jī)信號(hào)質(zhì)量，這一由基帶性能決定的通訊功能直接決定了手機(jī)的通話質(zhì)量和上網(wǎng)速度。

基帶，調(diào)制解調(diào)技術(shù)的統(tǒng)稱，是負(fù)責(zé)手機(jī)與外界信號(hào)接收轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵橋梁，通話、上網(wǎng)、待機(jī)等所有的通訊技術(shù)都繞不開它。

基帶芯片定義：基帶芯片是用來合成即將發(fā)射的基帶信號(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼。具體地說，就是發(fā)射時(shí)，把音頻信號(hào)編譯成用來發(fā)射的基帶碼；接收時(shí)，把收到的基帶碼解譯為音頻信號(hào)。同時(shí)，也負(fù)責(zé)地址信息（手機(jī)號(hào)、網(wǎng)站地址）、文字信息（短訊文字、網(wǎng)站文字）、圖片信息的編譯。

基帶芯片構(gòu)成：CPU處理器、信道編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊。

1.信道編碼器主要完成業(yè)務(wù)信息和控制信息的信道編碼、加密等，其中信道編碼包括卷積編碼、FIRE碼、奇偶校驗(yàn)碼、交織、突發(fā)脈沖格式化。

2.數(shù)字信號(hào)處理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于規(guī)則脈沖激勵(lì)-長(zhǎng)期預(yù)測(cè)技術(shù)(RPE-LPC)的語(yǔ)音編碼/解碼。

3.調(diào)制/解調(diào)器主要完成GSM系統(tǒng)所要求的高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制/解調(diào)方式。

4.接口部分包括模擬接口、數(shù)字接口以及人機(jī)接口三個(gè)子塊；

(1)模擬接口包括；語(yǔ)音輸入/輸出接口；射頻控制接口。

(2)輔助接口；電池電量、電池溫度等模擬量的采集。

(3)數(shù)字接口包括；系統(tǒng)接口；SIM卡接口；測(cè)試接口；EEPROM接口；存儲(chǔ)器接口；ROM接口主要用來連接存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器FLASHROM，在FLASHROM中通常存儲(chǔ)layer1，2，3、MMI和應(yīng)用層的程序。RAM接口主要用來連接存貯暫存數(shù)據(jù)的靜態(tài)RAM(SRAM)。

生產(chǎn)基帶芯片的廠商有：德州儀器、高通、意法愛立信、聯(lián)發(fā)科、NXP、飛思卡爾、博通、展訊、英特爾、英偉達(dá)、華為海思、三星、蘋果、Marvell/聯(lián)芯等。高通仍居領(lǐng)先位置，華為海思、三星、聯(lián)發(fā)科緊隨其后，紫光（展訊）突飛猛進(jìn)，英特爾不甘出局；蘋果的基帶項(xiàng)目已經(jīng)做了5-6年了，不久會(huì)用上自研基帶。而，德州儀器、意法愛立信、博通、英特爾已經(jīng)退出基帶芯片的生產(chǎn)，NXP和飛思卡爾已合并。

部分基帶芯片生產(chǎn)的廠商簡(jiǎn)述：

1.德州儀器（已退出）：摩托羅拉里程碑、諾基亞N9、黑莓Z10、三星Galaxy S等流行的機(jī)型使用的都是德儀的OMAP芯片。

2.意法愛立信（已退出） ：諾基亞、摩托羅拉、索尼。

3.NXP、飛思卡爾（已合并）：現(xiàn)主要生產(chǎn)Kinetis ARM Cortex-M微控制器、i.MX ARM Cortex-A/ARM9/ARM11 微處理器、Qorivva 32位微控制器、傳感器、模擬電子與電源管理、射頻等。

4.博通 （已退出）：諾基亞早期搭載塞班系統(tǒng)的機(jī)型使用了博通公司生產(chǎn)的處理器。

5.展訊：展訊通訊自成立以來，始終堅(jiān)持自主技術(shù)創(chuàng)新，以其長(zhǎng)期積累無線寬帶技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、IC設(shè)計(jì)技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為無線通信終端制造商提供全方位的技術(shù)解決方案，包括新一代的專用基帶芯片、多媒體芯片、射頻芯片、協(xié)議軟件和軟件應(yīng)用平臺(tái)等。展訊SC6815---- 集成連接功能的單核EDGE芯片：Samsung Galaxy Star 2（G130E）以及Samsung Galaxy Star 2 Plus (G350E)。展訊SC7701B---- 40nmWCDMA功能型手機(jī)基帶處理器：Samsung Erica(E3309I)，Samsung GT-E3300I，Samsung GT-E3300V，Samsung GT-E3309T以及Samsung GT-S5611。

6.英特爾 （已退出）：作為PC端處理器的霸主，在2010年就通過收購(gòu)英飛凌無線事業(yè)部涉足移動(dòng)芯片業(yè)務(wù)。

7.英偉達(dá) （已退出）：首款四核Tegra 3更是讓英偉達(dá)達(dá)到頂峰，以強(qiáng)勁的性能與對(duì)手拉開差距。然而其也由于性能強(qiáng)大，導(dǎo)致功耗太高，遠(yuǎn)不及高通和三星的處理器，使得其客戶并不多。

現(xiàn)今流行的手機(jī)使用的基帶芯片如下：

芯片廠商：高通公司

芯片產(chǎn)品：

高通驍龍835、驍龍660、驍龍653、驍龍626、驍龍435

驍龍835 / MSM8998

代表產(chǎn)品：小米6、三星S8、一加5、努比亞Z12、樂視等

驍龍660 / MSM8976 Plus

代表產(chǎn)品：OPPO R10、三星C10、紅米Pro 2

驍龍653 / MSM8976 Pro

代表產(chǎn)品：紅米Note 4、三星C9 Pro、vivo X9、OPPO R9s Plus

驍龍626 / MSM8953 Pro?

代表產(chǎn)品：紅米5、華為G10、努比亞Z12 mini

驍龍435 MSM8960 / 驍龍430 MSM8937 / 驍龍427 MSM8920 /驍龍425 MSM8917

代表產(chǎn)品： 中興 / 紅米3S / 諾基亞6 / 華為G系列

芯片廠商：三星

三星Galaxy S8將會(huì)有兩大版本，包括使用高通驍龍835和三星Exynos 8895處理器的兩大版本，而其中Exynos 8895也很可能成為三星今年另一殺手锏。

三星Exynos 8895

代表產(chǎn)品：三星S8、三星Note 8、魅族PRO 7系列

芯片廠商：聯(lián)發(fā)科

芯片產(chǎn)品：

聯(lián)發(fā)科Helio X30 / X35 MT6799

代表產(chǎn)品：魅族MX7、樂視5手機(jī)、紅米Pro 2

聯(lián)發(fā)科Helio P30 / P35

代表產(chǎn)品：魅藍(lán)X2

聯(lián)發(fā)科Helio P20 / P25 MT6757

代表產(chǎn)品：紅米Note 4、三星C9 Pro、vivo X9

聯(lián)發(fā)科Helio X23 / X27

代表產(chǎn)品：紅米Note 4、三星C9 Pro、vivo X9

芯片廠商：華為海思

芯片產(chǎn)品：

海思Kirin(麒麟) 965

代表產(chǎn)品：華為P10

海思Kirin(麒麟) 970

代表產(chǎn)品：華為Mate 10

海思Kirin(麒麟) 660

代表產(chǎn)品：華為榮耀 暢玩系列

芯片廠商：蘋果

芯片產(chǎn)品：

蘋果A11處理器

代表產(chǎn)品：iPhone 8

蘋果A10處理器

代表產(chǎn)品：iPhone7

芯片廠商：展訊

芯片產(chǎn)品：

展訊SC6815

代表產(chǎn)品：Samsung Galaxy Star 2（G130E）、Samsung Galaxy Star 2 Plus (G350E)

展訊SC7701B

代表產(chǎn)品：Samsung Erica(E3309I)、Samsung GT-E3300I、Samsung GT-E3300V、Samsung GT-E3309T、Samsung GT-S5611

展訊SC7730S

代表產(chǎn)品：Samsung Galaxy Core Prime（SM-G360H），Galaxy Grand Lite（GT-I9060）

代表芯片參數(shù)比較表

接下來我們?cè)賮砹私庖幌屡c網(wǎng)速相關(guān)的1G/2G/3G/4G/5G又是怎么回事？

1G/2G/3G/4G對(duì)比圖

2G時(shí)代的GMSK，到3G時(shí)代的CDMA，到4G時(shí)代的OFDM。2G是以語(yǔ)音通信為主的系統(tǒng)，3G是兼顧語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，4G是以高速數(shù)據(jù)通信為主體的系統(tǒng)。

1G

1G主要系統(tǒng)為AMPS，另外還有NMT及TACS，該制式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區(qū)廣泛采用，而國(guó)內(nèi)在80年代初期移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)還屬于一片空白，直到1987年的廣東第六屆全運(yùn)會(huì)上蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)正式啟動(dòng)。

1G中網(wǎng)絡(luò)制式A網(wǎng)B網(wǎng)區(qū)別：1G時(shí)期，我國(guó)的移動(dòng)電話公眾網(wǎng)由美國(guó)摩托羅拉移動(dòng)通信系統(tǒng)和瑞典愛立信移動(dòng)通信系統(tǒng)構(gòu)成。經(jīng)過劃分，摩托羅拉設(shè)備使用A頻段，稱之為A系統(tǒng)；愛立信設(shè)備使用B頻段，稱之為B系統(tǒng)。移動(dòng)通信的A、B兩個(gè)系統(tǒng)即是人們常說的A網(wǎng)和B網(wǎng)。大哥大、BB機(jī)。

2G

2G空中接口的帶寬小于200khz，能提供幾百Kbps的數(shù)據(jù)流量；射頻接口簡(jiǎn)單，1個(gè)接收通道，1個(gè)發(fā)射通道；基帶信號(hào)的采樣率在1MHz左右（以4倍過采樣為例）；使用GMSK調(diào)制方式和卷積碼；鏈路處理算法簡(jiǎn)單，處理的數(shù)據(jù)量低；

物理層的運(yùn)算量，每秒低于50MOPS的需求量；高層協(xié)議棧處理，約每秒10MOPS左右；對(duì)緩存的數(shù)據(jù)區(qū)域的需求，物理層低于128KBytes,高層協(xié)議棧低于256Kbytes。

3G

3G空中接口的帶寬約2Mhz，提供幾MBps數(shù)據(jù)流量；射頻接口簡(jiǎn)單，1個(gè)接收通道，1個(gè)發(fā)射通道；基帶信號(hào)采樣率約10MHz；使用CDMA調(diào)制方式，卷積碼加Turbo碼，需要采用匹配濾波器和Turbo 解碼等比較復(fù)雜的算法，但處理的數(shù)據(jù)量還比較低；物理層的運(yùn)算量，約每秒小于500MOPS；高層協(xié)議棧處理，每秒小于100MOPS；對(duì)緩存的數(shù)據(jù)區(qū)域的需求，物理層小于512KBytes,高層協(xié)議棧小于5Mbytes。

4G

4G空中接口的帶寬高于20MHz，提供超過100MBps數(shù)據(jù)流量；射頻接口有MIMO的模式，2--4個(gè)接收通道，1--2個(gè)發(fā)射通道，基帶信號(hào)的采樣率大于30MHz；使用OFDM技術(shù)，卷積碼加Turbo碼，鏈路處理需要采用MIMO檢測(cè)和Turbo解碼等比較復(fù)雜的算法，且處理數(shù)據(jù)量相對(duì)于2G和3G大幅度提高，高層協(xié)議棧也需要有較大的數(shù)據(jù)流量處理的技術(shù)；物理層的運(yùn)算量，超過5000MOPS；高層協(xié)議棧處理，超過1000MOPS。對(duì)緩存的數(shù)據(jù)區(qū)域的需求，物理層超過2MBytes,高層協(xié)議棧超過20Mbytes。

5G

5G預(yù)測(cè)圖：

品牌4G模塊比較表

最后，來了解一下2G/3G/4G用到的調(diào)制解調(diào)技術(shù)：

1、GMSK：GMSK調(diào)制技術(shù)是從MSKGMSK(Minimum Shift Keying)調(diào)制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種數(shù)字調(diào)制方式，其特點(diǎn)是在數(shù)據(jù)流送交頻率調(diào)制器前先通過一個(gè)Gauss濾波器(預(yù)調(diào)制濾波器)進(jìn)行預(yù)調(diào)制濾波，以減小兩個(gè)不同頻率的載波切換時(shí)的跳變能量，使得在相同的數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)頻道間距可以變得更緊密。由于數(shù)字信號(hào)在調(diào)制前進(jìn)行了Gauss預(yù)調(diào)制濾波，調(diào)制信號(hào)在交越零點(diǎn)不但相位連續(xù)，而且平滑過濾，因此GSMK調(diào)制的信號(hào)頻譜緊湊、誤碼特性好，在數(shù)字移動(dòng)通信中得到了廣泛使用，如廣泛使用的GSM(Global System for Mobile communication)移動(dòng)通信體制就是使用GMSK調(diào)制方式。

2、CDMA:CDMA（碼分多址）是指用于二代和三代無線通信中任何一種協(xié)議。CDMA是一種多路方式，多路信號(hào)只占用一條信道，極大提高帶寬使用率，應(yīng)用于800MHz和1.9GHz的超高頻（UHF)移動(dòng)電話系統(tǒng)。CDMA使用帶擴(kuò)頻技術(shù)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC).輸入音頻首先數(shù)字化為二進(jìn)制元。傳輸信號(hào)頻率按指定類型編碼，因此只有頻率響應(yīng)編碼一致的接收機(jī)才能攔截信號(hào)。由于有無數(shù)種頻率順序編碼，因此很難出現(xiàn)重復(fù)，增強(qiáng)了保密性。CDMA通道寬度名義上1.23MHz，網(wǎng)絡(luò)中使用軟切換方案，盡量減少手機(jī)通話中信號(hào)中斷。數(shù)字和擴(kuò)頻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用使得單位帶寬信號(hào)數(shù)量比模擬方式下成倍增加，CDMA與其他蜂窩技術(shù)兼容，實(shí)現(xiàn)全國(guó)漫游。最初僅用于美國(guó)蜂窩電話中CMDAOne標(biāo)準(zhǔn)只提供單通道14.4Kbps和八通道115Kbps的傳輸速度。CDMA2000和寬帶CDMA速度已經(jīng)成倍提高。

3、OFDM:正交頻分復(fù)用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex)是一種多載波調(diào)制方式，通過減小和消除碼間串?dāng)_的影響來克服信道的頻率選擇性衰落。它的基本原理是將信號(hào)分割為N個(gè)子信號(hào)，然后用N個(gè)子信號(hào)分別調(diào)制N個(gè)相互正交的子載波。由于子載波的頻譜相互重疊，因而可以得到較高的頻譜效率。