2013年2月底，中国移动在广州、深圳两地启动4G用户体验，这是继杭州、温州两地开展4G试商用后，国内4G进程的又一个节点。再加上近期发布的新手机，支持LTE网络成为必备的功能，4G时代离我们越来越近了。实际上手机能不能支持LTE网络，关键就在于其实否搭载了支持LTE网络的基带。近段时间厂商纷纷推出全新LTE独立基带芯片，推动者智能手机向LTE网络的跨越。本期我们一起来盘点下今年刚刚发布的这些全新LTE独立基带。 

什么是基带？
　　在盘点基带芯片之前，我们首先得了解一下基带究竟是什么东西，在手机中扮演着怎样的角色。我们的智能手机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ADSL Modem和光纤Modem的区别一样。
　　这基带算得上手机里面最为核心，技术含量最高的部分。通讯是手机最重要的功能，而基带就是主要负责网络通信的硬件。我们用手机打电话、上网、发短信等等，其过程是由上层系统将指令发给基带芯片，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。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、短信），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。简单来说，iPhone与iTouch的区别就在于后者有通讯基带。而联通、电信、移动三大运营商的定制智能手机，最大的差别就在于基带不同，所以支持的3G网络也就各不相同。
　　目前手机基带主要有分离式和集中式两种设计，分离式设计中基带是一颗独立的芯片，会带来更好的平台灵活性，厂商可根据需求在设备中搭配不同的硬件，而且基带芯片的体积限制相对较小，可以实现更多的功能。而集中式设计的基带，成本更低、体积更小同时效率也比较高。


全网通吃：RF360
　　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”，高通也是业内最早提出“多模”这一理念的芯片厂商。虽然在2012年底推出了最高可支持七种网络模式的MDM9x25系列LTE基带，但是这款基带却无法解决蜂窝网络频段不统一带来的频段兼容性问题，所以使用范围仍然非常有限。而最近推出的RF360基带芯片可以看做是MDM9x25系列的升级版，它实际上是一个完整的解决方案，针对解决蜂窝网络频段不统一的问题，首次实现了单个移动终端支持全球所有4G LTE制式和频段的设计。除此之外，RF360同样支持七种网络模式，包括LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE，真正实现了全球支持。
　　这款RF360基带芯片主要由四个部分组成：QFE15xx动态天线匹配调谐器，这是一个由调制解调器辅助的天线匹配技术，可以扩展天线的搜索范围，在700至2700 MHz的2G/3G/4G LTE频段上都可以运行。QFE11xx包络功率追踪器，能够根据具体的运行模式，通过调制解调器的辅助，从而降低射频功耗以及发热，从而帮助厂商设计出轻薄和续航能力都出色的产品。QFE23xx集成的功率放大器和天线开关，集成CMOS功率放大器和天线开关，对于2G、3G和4G/LTE等模式全部支持。但是个芯片的创新之处在于其采用了更小的PCB电路板和简约的走线，算得上是目前最小的放大器和天线开关之一。QFE27xxRF POP这个芯片就更厉害了，其封装集成了多模多频功率放大器和天线开关，以及所有相关的滤波器和双工器，主要靠这个部件实现多频多模。允许手机厂商随意搭配组合，从而支持全球或地区特有的频段组合。
　　此前手机厂商得推出多款手机来面对不同地区的频段，现在有了RF360基带，完全就不用考虑兼容性的问题了。搭载RF360的产品预计年内就会上市，不过目前来看其最大的问题还是成本可能较高。


软硬兼修：Icera i500
　　对于从未做过任何通信产品的NVIDIA来说，收购基带公司就成为了最快捷的方案。2011年以3.67亿美元的现金全面收购拥有基带和射频技术的Icera之后，NVIDIA就同时拥有智能手机基带处理器和应用处理器两大技术，将两者融合起来自然也是水到渠成的事。
　　Icera i500是伴随Tegra 4发布的，Tegra 4i则整合了这个基带芯片。Icera i500的产品编号是“ICE9045”。其采用了28nm HPM工艺，通过利用高性能的工艺，删减不用的模块，使得该基带比起同类产品面积减少了40%。这款基带包括三个DXP单元，其中两个大的DXP单元最高频率1.3GHz。Icera i500拥有两个被称之为C、D的指令集，其中C就是适合C编译器的3GPP协议堆栈。D运行在DXP0、DXP2，是私有语言写的矢量指令集，运行于物理层上。Icera i500还有一大特点是在数字基带的基础上用软件定义射频，处置收发器以下的工作都由软件来完成。
　　Icera i500支持3GPP通信标准，还有TD-SCDMA、GSM/EDGE，完整支持AMR-WB、VoLTE/IMS语音。虽然现在仅支持最高LTE Cat-3，不过可以通过软件编译更新升级到LTE Cat-4。WCDMA方面支持最高Cat.24 42Mbps(双载波64QAM)，延续了i450上的Cat.18 16QAM 2x2 MIMO 28Mbps，不过未来可选升级到Cat.28 64QAM 2x2 MIMO 84Mbps。如果增加第二个ICE9245收发器，还支持4x4 MIMO LTE。
　　也就是在第二季度，我们就能看到搭载Tegra4处理器+ Icera i500基带的手机产品了。但是Tegra 4i产品的上市时间现在还是待定状态，估计要等到2014年了。


Tegra4结构图，旁边小的芯片就是Icera i500

四模基带：瑞萨SP2532
　　还记得WMA2013上展出的华为Ascend P2吗？这款号称是全球连接网速最快的手机，采用的正是LTE Cat 4技术。最近瑞萨推出的SP2532基带，集成基带调制解调器、RF芯片的RF子系统、前端模块、功率放大器和电源管理子系统，能够兼容目前所有处理器以及支持包括GSM、HSPA+、LTE FDD、 LTE TDD等四种网络制式。这款LTE 基带还有一大特点是支持全部LTE Cat-4功能，具有150Mbps的下载速率和50Mbps的上传速率。除此之外，在功耗方面，SP2532基带也表现不错，其使用20MHz的 LTE Cat-4带宽，每Mbps速率仅需消耗2mA电量，号称比同类产品省电20%。SP2532目前已经开始出货，相信不久之后就能与我们见面。


　　总结：与3G专利相对统一相比，拥有LTE专利的厂商非常分散，一家名叫“Inter digital”的公司拥有21%的LTE专利，高通则占到19%，而中国厂商大唐、中兴、华为等都有不少相关专利，均拥有自己的话语权，其中中兴在LTE的核心专利中所占专利已超过5%。因此，4G时代不太可能出现3G时代寡头垄断基带专利的局面。多模多频、高速、省电肯定会成为LTE基带发展的趋势，相信LTE基带的发展也会更有看点。


延伸阅读：如何实现基带的多模式多频段
　　在人们的心目中，双卡双待曾经是山寨手机的特点之一。别看这个技术已经做成了白菜价，并且得到了广泛的使用。不过要在LTE时代，让基带实现多模多频可不是一件容易的事，不仅技术要求较高，而且也会增加不少的成本。对于多模的支持，不是简单地将支持这些模式的芯片放在一起就行了。与普通的LTE基带芯片相比，多模的LTE基带芯片遇到的最大挑战在于芯片设计和算法实现上更为复杂。目前厂商普遍采用的做法是，在设计多模多频的LTE基带芯片时，充分整合、优化现有通信模块，最大限度地将相同功能模块进行重复使用。
　　另一方面，每个网络模式标准下又分成不同频段分配给不同的运营商。射频芯片架构包括接收信道和发射信道两大部分。对于现有的GSM和TD-SCDMA模式而言，终端增加支持一个频段，则其射频芯片相应地增加一条接收通道，但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系而定。对于具有接收分集的移动通信系统而言，其射频接收通道的数量是射频发射通道数量的两倍。这意味着终端支持的LTE频段数量越多，则其射频芯片接收通道数量将会显着增加。若新增一个TD-LTE或FDD LTE模式的频段，则射频芯片接收通道数量会增加两条。由于LTE频谱相对于2G/3G较为零散，为通过LTE实现国际漫游，终端就需支持较多的频段，这将导致射频芯片面临成本和体积增加的挑战。