最近在整理市面上各家的5G芯片的规格细节，主要信息渠道是官网，新闻稿，公开场合的推介，以及相关的论文。希望能捋清楚各家的初代5G基带芯片到最新一代5G基带芯片的演进。不过稍微细节点的信息，在市面上好像都不太容易找到，尤其是datasheet，更是一页都没找到。只能慢慢攒慢慢捋了。实际上更应该关注射频部分，只是这块的公开资料更加稀少，以及射频相对基带来说只是个功能挂件，说来说去完全都是具体的芯片设计，没太大意思，暂时也没有能力理解清楚，不敢乱评论，就先搁置了。

先搞清楚基带这块的功能，再由此反推如何设计好相应的射频芯片，不管是对于4G/5G，还是Wi-Fi/BT，又或是其他的无线连接协议，我想都是有意义的。

想先从最新支持mmWave功能的基带芯片开始整理，往后再慢慢捋全。这样也可以看清楚，每次都添加了哪些新的功能，哪些是软件实现，哪些改了硬件，也尽量搞清楚这些大厂的技术路线，迭代顺序是怎样的，以及，还能在发现他们没太多长进却依旧吹牛逼的时候，小小地乐一下。查找一番，发现目前仅有高通，联发科，三星，这三家有支持毫米波的5G基带芯片，就从他们开始吧。

高通：

高通的基带技术无疑是走在几乎最前列的，其最新一代支持mmWave的基带芯片平台是于2022年2月发布的骁龙X70，这也是从X50开始，该公司发布的第五代5G基带芯片平台。工艺采用的是台积电4nm制程，预计会集成在骁龙8Gen2这款SoC上。由于是R17之前发布的基带，因此在mmWave频段和X65一样，依旧是只支持那几个老频带。峰值下载速率10Gbps，峰值上行速率3.5Gbps。具体到基带的技术规格，大概就是下图所示：

主要看Performance Enhancement Technologies和Cellular Technology。前者给我的感觉有点像是高通给某些技术取的包装性质的名字，很难去捋清楚具体的技术细节，后者就会直白很多，不过既然都在基带的规格里面，就一层层剥开看看吧。

Qualcomm Smart Transmit 2.0 Technology：

这个是高通在信号发射这块的系统级技术，通过利用从基带到天线的系统感知功能，在满足射频发射要求的同时，为mmWave和Sub-6G频段带来更高的上传速率和更广的网络覆盖。听着就挺虚的，不知从哪开始分析，大概只能猜测是因为考虑到天线的增加，会担心各个无线系统各自为政，然后会导致某些时刻，瞬时总的发射功率过大，为此做的软件控制的优化。说的直白点就是把不同无线系统的信号发射，在时间空间上稍微错开，好像仅此而已。

Qualcomm Wideband Envelope Tracking：

包络追踪，这是个老技术，几乎都是搭配着功率放大器一起使用的。其主要功能是追踪功率放大器的包络，根据此调整给予功率放大器的电压，最终实现省电的功能。若是没有这项技术，那外挂的功率放大器在绝大部分的时间就会异常耗电。只不过这个技术应该还是只给Sub-6G的外挂功率放大器做的，mmWave的功放都集成在CMOS的SoC里边的，而且应该都是用的Class A/B的功率放大器，用包络追踪的难点估计太多，比如CMOS功率放大器线性度的缺陷，mmWave的高频率以及高带宽等，都会限制包络追踪的使用。还有就是mmWave大多都需要相控阵配合，包络追踪一用上，可能也会造成更大的相位误差，导致波束的失控，当然这个只是瞎猜测，不太确定会不会有这种伤害。所以几乎可以肯定这个包络追踪是给Sub-6G用的，当然，这里说的是宽带包络追踪，应该是支持100MHz的频宽，Sub-6G最高也就定义了100MHz的频段，也足够了。

Qualcomm AI-Enhanced Signal Boost adaptive antenna tuning：

用AI加强的自适应天线调谐，看名字大概就可以猜到一半。估计之前的天线调谐都是靠调用预先存储的查找表，然后根据不同的芯片状态、频率等，傻瓜式地调用固定的码字控制天线的调谐。这种做法的弊端就是我们的使用场景实在太多了，天线的带宽又窄，查找表根本没办法覆盖所有可能的场景，因此在很多场景下，要么芯片和天线阻抗不匹配，要么本身系统的损耗也过大，造成发射功率和接收灵敏度的恶化。AI加强的自适应天线调节，应该就不是对应查找表了，或者说是基于查找表，但肯定也能够更加智能地学习和判断终端的使用状态，然后直接调谐天线，而不仅仅是通过查找表。其实相控阵芯片的波束控制也有类似的概念，有的产品是固定查找表的，而有的产品会更智能化，只是这块和波束控制算法相关的软硬件开销会更大。当然，做好了性能必然也会好很多。关于这个AI加强的自适应天线调谐，高通的公众号上有一个比较形象的类比------和接水管类比，大概就是相同的道理。

Comprehensive 4x CA (FDD and TDD)：

指的是全面的四路载波聚合，而且指的应该是下行，相应的上行是2x CA。关于载波聚合，最常见的解释就是用道路运货能力类比，没有载波聚合就是单行道，四路载波聚合就是四行道，最大运货量扩大到四倍，回到通信上就是最大速率提高四倍。当然，也不是任何时候都能靠载波聚合提高速率的，得辅小区们能够分配信道资源给你，他们要是满载了也不太行。具体到这个全面的四路载波聚合，会有几个疑问。第一个是任意的Sub6G和mmWave混搭吗？第二个是主小区是否可以用mmWave连接？还有就是最大的聚合带宽有多少？这些都还没有搞清楚。其实还有更多的疑惑，只是需要等正式有手机搭载发布了，才能慢慢搞清楚了。

5G NR：

没什么可说的，全称是5G New Radio，我们常说的5G就是这个。

mmWave MSIM：

mmWave muitiple subscriber identity module。

SA：

Standalone Architecture，和NSA区分开来，指的是独立接入的5G组网，不需要4G基站的接入协助。

TDD：

时分双工，mmWave的FR2应该都是TDD。

FDD：

频分双工。

5G Dual Connection：

指的是5G Sub-6G和mmWave的双连接，这里应该就是载波聚合的场景了吧？

Dynamic Spectrum Sharing（DSS）：

动态频谱共享，指的是5G NR和4G LTE共享相同的频谱，这个功能可以动态地分配频谱资源，比如这个时刻某个频段是分配给4G用，那等到下个时刻5G流量变多，4G流量下降，就可能把这个频段分配给5G用户使用了。怀疑是因为Sub-6G的频谱资源紧张促成的这项技术。

LAA：

Licensed-Assisted Access。授权频谱辅助接入，猜测主要是用在载波聚合场景中，并且是辅小区提供的信号接入，而这个信号使用的频段并非运营商拥有，而是处于非授权频段或是被其他机构拥有。频谱资源很多时候不够用啊，得多向其他地方捞一捞。需要说的是，运营商是没办法在这个非授权频段进行独立组网的。

mmWave：

就是millimeter wave，毫米波，一般指的是30~300GHz的频段，不过因为5G FR2是从24.25GHz开始往上划分的，因此24.25GHz开始也可以被称为mmWave。

NSA（non-standalone）：

和SA相对应。

Sub-6 GHz：

指6GHz以内，国内所有常见的蜂窝连接和短距连接都是属于Sub-6 GHz。不过WI-Fi可能要向上扩展了，因此以后大概会叫Sub-7GHz了。

WCDMA：

就是WCDMA。

LTE：

就是LTE。

LTE including CBRS support：

CBRS，Citizen Broadband Radio Serve，频段3.55~3.7GHz，美国那边搞的东西，不用特别关注。这个频段之前应该是被军方和卫星通信公司占着的，后来被划为三层结构供三类用户依据优先级使用。分别是现有用户、优先被许可人以及一般授权人，优先级依次排序。现有用户当然还是军方和卫星通信公司。然后2020年Auction105拍卖的也是优先被许可人的使用权，因此卖的也相对不贵，毕竟不是独占，上头还有其他人压着。考虑到这块的频谱使用相对麻烦，我猜基带部分肯定也做了相应的优化来应对在这个频段较为复杂的使用场景，以满足在不影响现有用户的使用体验下，做到最好的连接性能。

TD-SCDMA：

就是TD-SCDMA。

GSM/EDGE：

就是GSM，EDGE是Enhanced Data rates for GSM Evolution。

还看到一些在官网上没找到的资料，比如Sub-6G是4x4MIMO，毫米波是2x2MIMO（也在其他地方看到说是4x4，不敢确定）。Sub-6G的MIMO应该都比较传统，特别是射频部分，我会比较关心在mmWave上具体是怎么做MIMO的架构的，只可惜高通只在4年前的ISSCC上释出了他们的第一代mmWave芯片，据说也是2x2MIMO，其具体架构如下所示：

两个IF信道，确实构成了2x2MIMO的要素，只是红蓝两路应该是连接着不同极化的天线吧，那就只有双极化功能了，难不成双极化也能当2x2MIMO使用？是这样吗？我感觉有点糊涂了。

联发科：

发哥推5GmmWave其实比较晚，我猜主要的原因是他们的业务重心在大陆这边，这里还不需要mmWave，所以只需要卖Sub-6G就能让他们赚的开开心心。具体下来，其最新一款，也是第一款支持5G mmWave的基带芯片是2021年2月发布的Helio M80，采用的是台积电6nm工艺，最先会被集成到天玑1050中。只是这款SoC大陆也不会用，看到的新闻稿是摩托罗拉在北美推出的moto edge 2022会首发这颗SoC。中端SoC吧，工艺不是最先进的，性能可能也比不过A12。具体到这款基带的性能，能够得到的信息其实比高通家少很多，也不发文章，从这点就可以看出，基带这块确实还是比不过高通，我暂时也只能了解部分参数。

目前得到的信息大概仅有最大7.91Gbps下行速率，3.76Gbps上行速率。支持SA和NSA组网。Sub-6G支持3载波聚合，最大300MHz总带宽。mmWave支持8载波聚合，总带宽未知，我猜最多也是800MHz。

其实关于mmWave的载波聚合，感觉也是挺有趣的，大家都是8载波聚合，但实际上所有人的芯片都只有两路IF，分别给每个极化使用，这到底是如何做到的8载波聚合？我实在有点没法理解。或者说，其实这所谓的8载波聚合指的是连续的8个100MHz频谱，我们一次性给他收发了，也就是说，只支持8路Contiguous intra-band CA？可问题是哪个运营商能这么壕，独占800MHz的连续频谱？似乎是测速意义大于使用意义了。

三星：

三星推出5G mmWave的基带芯片比发哥要早，只是官网上能查到最新的那款是Exynos Modem 5123，2019年就推出了，用的三星自家的7nm工艺。支持NSA和SA组网。mmWave最大下行速率7.35Gbps，Sub-6G最大下行速率5.1Gbps。这个速率规格和猎户座2100相同，看来用的是这款基带。只是猎户座2100使用的是5nm的工艺，因此集成的基带大概是Modem 5123的迁移版本5123b。最多能够支持下行8路载波聚合和4x4MIMO，上行4路载波聚合，但是具体细节没有透露，也不知道哪掺了水。

在查找SoC的时候，发现猎户座2200的集成基带，最大的下行速率达到了10Gbps，和高通一样了，这个才是最新的5G基带，只是很难查出其他细节了。

除了以上提及的公司之外，市场上还有其他三家也有5G基带芯片，只是目前都还不支持5G mmWave。分别是海思，翱捷还有展锐这三家，准备下次再总结了。然后还有这些公司5G基带芯片的演进部分，等有时间再捋一捋了。不是主业，搞清楚有点费脑的说。