以通信的角度，如何評價華為麒麟晶元？

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今天，人手一部智能手機，隨時隨地上網、發信息、看視頻.... 各大手機廠商絞盡腦汁為自己的產品增值，屏幕越來越大、性能越來越強、功能越來越多。但是，很多消費者在選擇智能手機時，往往忽略了智能手機的一項最重要的功能——網路連接性能。

沒有網路連接，您的手機如同開啟「飛行模式」，儼然上世紀90年代的PDA，一無是處。可是，除了手機廠商自己，普通人根本無法了解智能手機的連接性能。一套用來測試智能手機連接性能的設備至少上百萬美元，一般用戶是很難評估的。

所幸，中國移動於2017年6月29日發布了《中國移動終端產品白皮書及終端質量報告》，客觀評測了目前市場上的手機產品質量。

如上圖所示，在本次評測的整機綜合排名中，搭載麒麟960的華為P10、榮耀V9，搭載麒麟658的華為nova青春版，分列3000元以上，2000-3000元和1000-2000元機型第一名。3000元以上機型前五中「麒麟芯」手機佔據三席，華為P10、P10 Plus、Mate 9 Pro分列第一名、第三名和第五名。

在通信能力測試中，搭載麒麟晶元的華為P10 plus、榮耀V9、暢享7 Plus分別佔據了3000元以上、2000-3000元和1000-2000元機型第一名寶座。

為此，本文以通信的角度，從科普路線出發，盡量客觀的解讀一下華為麒麟晶元。

從智能手機的心臟說起

智能手機通常包括兩大心臟：基帶晶元和應用處理器（AP）。AP主要負責視頻、圖像、遊戲等處理和計算。基帶晶元負責信號產生、調製解調、編碼和頻移等，也管理無線信號的傳輸，它是手機連接網路，與外部世界溝通的關鍵。

不管是2G、3G，還是4G，移動通信網路由無數分布的基站（小區）組成。當你打電話或上網時，手機會根據附近基站提供的信號強度，選擇並鎖定一個基站建立連接。此時，信息將通過基帶晶元生成信號、編碼、調製、轉換等之後，傳送到射頻部分，將無線信號發送到基站。反之，手機也將檢測、解碼、解調來自基站的信息。

此外，基帶晶元上還運行網路協議棧程序，這些程序向基帶晶元發號施令，告訴它什麼時候、以怎樣的方式與基站建立連接。舉個例子，我們移動時，手機會穿越不同的基站覆蓋範圍，不斷和新的基站建立連接，如何從一個基站切換到下一個基站，這就得靠這些程序來決定。

這些協議棧是影響連接性能的關鍵，如果相關演算法優化得當，使基帶晶元達到最佳工作狀態，可更快執行連接，提升信號較弱時的連接性能等，最終提升體驗。

因此，你的手機通話質量的好壞、網速快慢、信號強弱，甚至是功耗等，基帶晶元都起著關鍵作用。

事實上，手機的認證測試多在實驗室或理想條件下完成。然而，在實際使用中，網路環境異常複雜，需要通過海量累積的網路經驗，對基帶晶元設計和相關演算法進行優化，以提升一流的連接性能和極致的用戶體驗。

如何理解麒麟晶元表現

本次中國移動發布的終端質量報告中，對VoLTE吞字率、下載速率和抗干擾能力三項進行了評測。

如上圖，在通信性能評測中，麒麟960在弱信號下VoLTE吞字率最低，表現最優；在分場景下載速率評測中，麒麟960在郊區高速場景中下載速率最快，表現出色。綜合而言，麒麟960在通信性能評測中整體表現突出。

如何理解下載速率這一項表現？

手機的通信部分由基帶和射頻串聯組成，將數字信號轉換為模擬信號（或反之），再通過一定頻率的無線電波在空中傳輸，實現和基站連接。

影響手機上網速率的罪魁禍首之一是干擾。當相鄰小區的用戶在同一時間使用相同頻率時，干擾就會產生。 如下圖所示，當A2和B2兩部手機分別位於鄰近的兩個小區的中心時，相互不會產生干擾。不過，如果兩部手機分別在各自的小區邊緣，容易相互間產生干擾。

通信中採用抗干擾編碼，或稱糾錯編碼來抑制干擾，這個糾錯編碼的處理正是在基帶晶元上完成。另外，為了抑制系統雜訊，在射頻和基帶之間會設置反饋，完成反饋的演算法也是基帶晶元處理的一部分。

通常，網路會通過功率控制的方式來減少小區邊緣干擾，即在小區邊緣減小手機的發射功率來避開干擾。這個功率控制也是通過基帶晶元來執行的。

因此，高效優化的晶元處理可以提升手機的下載速率能力。尤其是在高速場景下由於多普勒效應通信質量嚴重惡化，最能表現一部手機的連接能力。

再以目前4G+網路使用載波聚合技術為例。

載波聚合，通俗的講就是多個獨立的車道（頻段）合并成一個車道，從而提高了行車速度（下載速率）。

要實現這些「車道」的合并並不簡單，因為不同「車道」的頻段並不相同（比如800MHz和2.1GHz聚合），不同頻率的無線傳播特性不同（比如低頻段傳播距離更遠）。因此，即使信號來自同一個基站，但手機接收到的不同頻段的信號強度/信號質量是不同的，這不僅需要射頻部分對不同頻率的信號進行處理以降低干擾，還需最終的基帶晶元處理，最終合并通道。

同理，干擾、數據丟包等原因會造成VoLTE通話出現「吞字」現象，這也需依靠晶元的處理能力。麒麟960在弱信號下VoLTE吞字率最低，表現最優。

VoLTE，就是基於LTE網路的VoIP技術（用IP數據包來傳輸語音），但與傳統的VoIP依靠Internet「儘力而為」的態度不同，VoLTE具備運營商級的端到端服務保障，一路為語音數據數據包開綠燈，始終如一的保障VoLTE通話質量。

這種端到端的服務保障，正是依託與LTE協議棧集成，通過LTE協議來管理和調度。為此，不管是在網路側，還是手機終端側，都需要根據網路實際情況對這些協議配置不斷優化，使之處於最佳工作狀態。這些優化工作通常包括：減少丟包、降低誤碼率/誤幀率、抖動消除、同步等等。

舉一個例子，上文提到麒麟960在弱信號下VoLTE吞字率最低，那麼在弱信號場景下，LTE協議是如何調度資源來保障VoLTE通話質量的呢？

弱信號場景通常伴隨著高干擾，通常的VoIP在這種情況下會出現丟包、吞字等現象，但VoLTE此時會通過LTE協議調度管理，採用犧牲佔用網路資源的方式來保障通話質量，專業術語稱之為佔用更多PRB資源塊。

與VoIP不同，華為手機VoLTE處理在基帶晶元上完成，這樣做更省電，且能更好的執行CSFB（VoLTE語音回落到GSM網路上）。當然，也需要集成LTE協議來管理調度，並不斷優化，網路和終端協同配合，以保持端到端的服務質量。

此外，為了提供高清通話，VoLTE採用了AMR-WB高清語音編碼技術，通過提高採樣率，將窄帶語音的音頻編碼範圍從200~3400Hz擴大到50~7000Hz。基帶晶元上就運行著這樣一個語音編解碼器。為了讓語音編解碼器工作狀態最佳，同樣需要配合RF、基帶調製解調、編解碼進行優化，確保最低程度的語音丟包，進而提升通話感知。

總之，智能手機需要網路協同才能發揮最佳工作狀態，這是一個系統性的端到端工程，不管是網路側，還是終端側，都凝聚著通信工作者們持之以恆、鍥而不捨的汗水和心血。小小一部智能手機的背後，不只是你拍照、上網那麼簡單。

不要用封面來判斷一本書，智能手機也是如此

有一句話說得好，不要用封面來判斷一本書，也不要用墓志銘來判斷一個人。智能手機也是如此。

晶元是智能手機連接性能的關鍵，但它隱藏於手機內，普通人並不了解。正因如此，一個真正優秀的晶元廠家應具備精益求精的精神，對其持續優化，以提供極致的用戶體驗。

據了解，自2015年起，中國移動每半年就會發布《中國移動終端質量報告》，是各大移動終端廠商優化品質、消費者購機的重要參考依據。2016年華為麒麟晶元在中移動兩期終端質量報告中均表現優異，在年底的第二期報告中更是榮列多項第一，本次麒麟960在時過半年之後的評測報告中仍然處於業界領先地位，這也充分印證了其「2016年度最強安卓芯」的實力。

以通信的角度，麒麟晶元這本書值得一讀。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1327期內容，歡迎關注。

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