什么是基帶芯片

　　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。

　　組成

　　基帶芯片可分為五個(gè)子塊：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。

　　CPU處理器對整個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和管理，包括定時(shí)控制、數(shù)字系統(tǒng)控制、射頻控制、省電控制和人機(jī)接口控制等。若采用跳頻，還應(yīng)包括對跳頻的控制。同時(shí)，CPU處理器完成GSM終端所有的軟件功能，即GSM通信協(xié)議的layer1（物理層）、layer2（數(shù)據(jù)鏈路層）、layer3（網(wǎng)絡(luò)層）、MMI（人-機(jī)接口）和應(yīng)用層軟件。

　　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。

　　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)-長期預(yù)測技術(shù)（RPE-LPC）的語音編碼/解碼。

　　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。

　　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；

　?。?）模擬接口包括；語音輸入/輸出接口；射頻控制接口。

　?。?）輔助接口；電池電量、電池溫度等模擬量的采集。

　?。?）數(shù)字接口包括；系統(tǒng)接口；SIM卡接口；測試接口；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）。

　手機(jī)信號(hào)的強(qiáng)弱受什么影響

　　目前大家都會(huì)通過ipad或手機(jī)上顯示的wifi的信號(hào)格或手機(jī)信號(hào)格去判斷信號(hào)的強(qiáng)度，但是其實(shí)信號(hào)強(qiáng)度固然很重要，評(píng)判一部手機(jī)的無線性能是否僅僅看信號(hào)的強(qiáng)弱呢？比如，未來4G手機(jī)和802.11ac下的wifi吞吐量，還與天線、信道相關(guān)性、芯片的基帶算法（baseband algorithm）等直接相關(guān)。

　　一般人習(xí)慣性地將手機(jī)無線性能的優(yōu)劣，稱之為信號(hào)“強(qiáng)”或“弱”，其實(shí)除了信號(hào)的強(qiáng)弱，手機(jī)的無線性能還與其基帶算法直接有關(guān)，尤其是進(jìn)入4G以后，基帶算法的優(yōu)劣將直接決定手機(jī)的“上網(wǎng)速度”——在這個(gè)層面，大家才會(huì)真正體會(huì)到高通、intel、MTK、展訊、海思等在baseband algorithm上究竟有多大的差距，而不僅僅是以4核、8核或32位、64位或者CPU主頻速度這么簡單粗暴的評(píng)比方法去評(píng)估一個(gè)通信芯片的性能——不過，今天，咱們暫時(shí)只講信號(hào)“強(qiáng)”“弱”。

　　換句話說，其實(shí)手機(jī)無線性能的優(yōu)劣，一部分取決于整機(jī)射頻或天線設(shè)計(jì)，另一部分取決于基帶算法（通信芯片），但我今天的討論話題先局限在射頻和天線這個(gè)層面，需要各位讀者心中牢記的一點(diǎn)是：越來越多的手機(jī)，尤其是4G手機(jī)，芯片的基帶算法將與射頻設(shè)計(jì)一同影響整機(jī)的無線性能，并直接反應(yīng)在上網(wǎng)速率上。只關(guān)注射頻設(shè)計(jì)或信號(hào)“強(qiáng)”“弱”，是一種過時(shí)了的、片面的觀點(diǎn)。

　　手機(jī)的信號(hào)強(qiáng)弱，一方面決定于手機(jī)本身，另一方面決定于運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)覆蓋目前主要是跟基站的布局和發(fā)射功率有關(guān)，在各個(gè)運(yùn)營商內(nèi)部有專門的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部門，針對網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷情況和信號(hào)覆蓋盲區(qū)等做相關(guān)的優(yōu)化工作，以保證用戶體驗(yàn)最佳，當(dāng)然，如果手機(jī)的性能越好，對網(wǎng)絡(luò)的要求就相對越低一些，所以運(yùn)營商在集采手機(jī)時(shí)，是需要做手機(jī)無線性能方面的測試的。而作為一般用戶，我們也許可以選擇不同的運(yùn)營商，但是對于運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)狀況我們無法控制的，所以一般人更具可操作性的，是關(guān)注手機(jī)的無線性能，然后選一個(gè)性能較佳的，這樣在同等的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況下，上網(wǎng)速度和通話質(zhì)量都能夠比別人更好。

　　對于手機(jī)自身的射頻與天線設(shè)計(jì)，其實(shí)我們一般關(guān)注的是手機(jī)往外發(fā)射的功率（可以理解成嗓門大小），和接收靈敏度（諸如耳朵能聽多小的聲音），這兩者除了與自身的設(shè)計(jì)優(yōu)劣有關(guān)以外，還與整機(jī)的電磁兼容設(shè)計(jì)相關(guān)，拿接收靈敏度來舉例子，如果你的耳朵能聽很小的聲音，但是如果周圍環(huán)境（板子上的電磁干擾）的噪聲太大，你同樣聽不到對方講了什么話——這個(gè)問題在手機(jī)上尤為突出，因?yàn)樵谑謾C(jī)這個(gè)巴掌一樣大的地方，元器件及各種模塊、天線密布，板級(jí)設(shè)計(jì)稍有不當(dāng)，就會(huì)使各模塊之間產(chǎn)生互干擾，或由于EMI（Electro-Magnetic Interference）導(dǎo)致接收機(jī)系統(tǒng)中的信噪比劣化。

　　手機(jī)里的射頻芯片和基帶芯片是什么關(guān)系？

　　目前的手機(jī)芯片分為三塊，射頻收發(fā)機(jī)（RF transceiver）， 基帶調(diào)制解調(diào)器（baseband modem）以及應(yīng)用處理器（AP： application processor）。以高通的產(chǎn)品線為例，射頻收發(fā)機(jī)芯片的產(chǎn)品代號(hào)為WTR1605，基帶調(diào)制解調(diào)器芯片為MDM9x25系列，應(yīng)用處理器則是比較熟悉的驍龍系列。

　　按照高通的產(chǎn)品劃分來看，射頻收發(fā)機(jī)芯片負(fù)責(zé)無線通信，應(yīng)用處理器就是傳統(tǒng)意義的CPU和GPU，基帶調(diào)制解調(diào)器芯片負(fù)責(zé)對無線通信的收發(fā)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，在整個(gè)系統(tǒng)中的位置介于前兩者之間。

　　高通的RF360解決方案，個(gè)人認(rèn)為是和基帶芯片有關(guān)的。從公開的資料來看，RF360里面用到了功率放大器（PA， power amplifier）的包絡(luò)追蹤（envelope tracking）技術(shù)，這個(gè)需要根據(jù)要發(fā)射的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整PA的供電電壓，一般來說通過基帶和射頻的協(xié)同可以獲得更好的效果。

　　基帶信號(hào)現(xiàn)在都是數(shù)字的了，所以用DSP處理，前端是模擬的高頻modulated的RF信號(hào)，后端是DSP芯片，中間是AD/DA，調(diào)制解調(diào)器放在基帶芯片里（見下圖）。

　　那么射頻芯片和基帶芯片是什么關(guān)系？基帶芯片是否就是調(diào)制解調(diào)器？射頻芯片和基帶芯片是不是一個(gè)前端一個(gè)后端？

　　先講一下歷史，射頻（Radio Frenquency）和基帶（Base Band）皆來自英文直譯。其中射頻最早的應(yīng)用就是Radio——無線廣播（FM/AM），迄今為止這仍是射頻技術(shù)乃至無線電領(lǐng)域最經(jīng)典的應(yīng)用。基帶則是band中心點(diǎn)在0Hz的信號(hào)，所以基帶就是最基礎(chǔ)的信號(hào)。有人也把基帶叫做“未調(diào)制信號(hào)”，曾經(jīng)這個(gè)概念是對的，例如AM為調(diào)制信號(hào)（無需調(diào)制，接收后即可通過發(fā)聲元器件讀取內(nèi)容）。但對于現(xiàn)代通信領(lǐng)域而言，基帶信號(hào)通常都是指經(jīng)過數(shù)字調(diào)制的，頻譜中心點(diǎn)在0Hz的信號(hào)。而且沒有明確的概念表明基帶必須是模擬或者數(shù)字的，這完全看具體的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

　　言歸正傳，基帶芯片可以認(rèn)為是包括調(diào)制解調(diào)器，但不止于調(diào)制解調(diào)器，還包括信道編解碼、信源編解碼，以及一些信令處理。而射頻芯片，則可看做是最簡單的基帶調(diào)制信號(hào)的上變頻和下變頻。

　　總結(jié)一下，所謂調(diào)制，就是把需要傳輸?shù)男盘?hào)，通過一定的規(guī)則調(diào)制到載波上面讓后通過無線收發(fā)器（RF Transceiver）發(fā)送出去的工程，解調(diào)就是相反的過程。

　　DSP如果涉及通信，在這里指的究竟是什么？DSP和基帶芯片、射頻芯片是什么關(guān)系？它們的工作流程是怎樣的？

　　簡言之，DSP芯片和射頻芯片、基帶芯片無關(guān)。DSP芯片是一個(gè)有強(qiáng)大數(shù)字處理能力的專用處理器，用于語音信號(hào)處理、信道編解碼、圖像處理等方面，基帶芯片或射頻芯片內(nèi)部可內(nèi)置一至多個(gè)DSP，但它是用于大量數(shù)據(jù)計(jì)算的，因而DSP可在芯片內(nèi)部做成硬核（hardcore），但這樣做靈活性欠佳。