以通信的角度，如何评价华为麒麟芯片？

今天，人手一部智能手机，随时随地上网、发信息、看视频.... 各大手机厂商绞尽脑汁为自己的产品增值，屏幕越来越大、性能越来越强、功能越来越多。但是，很多消费者在选择智能手机时，往往忽略了智能手机的一项最重要的功能——网络连接性能。

没有网络连接，您的手机如同开启“飞行模式”，俨然上世纪90年代的PDA，一无是处。可是，除了手机厂商自己，普通人根本无法了解智能手机的连接性能。一套用来测试智能手机连接性能的设备至少上百万美元，一般用户是很难评估的。

所幸，中国移动于2017年6月29日发布了《中国移动终端产品白皮书及终端质量报告》，客观评测了目前市场上的手机产品质量。

如上图所示，在本次评测的整机综合排名中，搭载麒麟960的华为P10、荣耀V9，搭载麒麟658的华为nova青春版，分列3000元以上，2000-3000元和1000-2000元机型第一名。3000元以上机型前五中“麒麟芯”手机占据三席，华为P10、P10 Plus、Mate 9 Pro分列第一名、第三名和第五名。

在通信能力测试中，搭载麒麟芯片的华为P10 plus、荣耀V9、畅享7 Plus分别占据了3000元以上、2000-3000元和1000-2000元机型第一名宝座。

为此，本文以通信的角度，从科普路线出发，尽量客观的解读一下华为麒麟芯片。

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从智能手机的心脏说起

智能手机通常包括两大心脏：基带芯片和应用处理器（AP）。AP主要负责视频、图像、游戏等处理和计算。基带芯片负责信号产生、调制解调、编码和频移等，也管理无线信号的传输，它是手机连接网络，与外部世界沟通的关键。

不管是2G、3G，还是4G，移动通信网络由无数分布的基站（小区）组成。当你打电话或上网时，手机会根据附近基站提供的信号强度，选择并锁定一个基站建立连接。此时，信息将通过基带芯片生成信号、编码、调制、转换等之后，传送到射频部分，将无线信号发送到基站。反之，手机也将检测、解码、解调来自基站的信息。

此外，基带芯片上还运行网络协议栈程序，这些程序向基带芯片发号施令，告诉它什么时候、以怎样的方式与基站建立连接。举个例子，我们移动时，手机会穿越不同的基站覆盖范围，不断和新的基站建立连接，如何从一个基站切换到下一个基站，这就得靠这些程序来决定。

这些协议栈是影响连接性能的关键，如果相关算法优化得当，使基带芯片达到最佳工作状态，可更快执行连接，提升信号较弱时的连接性能等，最终提升体验。

因此，你的手机通话质量的好坏、网速快慢、信号强弱，甚至是功耗等，基带芯片都起着关键作用。

事实上，手机的认证测试多在实验室或理想条件下完成。然而，在实际使用中，网络环境异常复杂，需要通过海量累积的网络经验，对基带芯片设计和相关算法进行优化，以提升一流的连接性能和极致的用户体验。

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如何理解麒麟芯片表现

本次中国移动发布的终端质量报告中，对VoLTE吞字率、下载速率和抗干扰能力三项进行了评测。

如上图，在通信性能评测中，麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，表现最优；在分场景下载速率评测中，麒麟960在郊区高速场景中下载速率最快，表现出色。综合而言，麒麟960在通信性能评测中整体表现突出。

如何理解下载速率这一项表现？

手机的通信部分由基带和射频串联组成，将数字信号转换为模拟信号（或反之），再通过一定频率的无线电波在空中传输，实现和基站连接。

影响手机上网速率的罪魁祸首之一是干扰。当相邻小区的用户在同一时间使用相同频率时，干扰就会产生。 如下图所示，当A2和B2两部手机分别位于邻近的两个小区的中心时，相互不会产生干扰。不过，如果两部手机分别在各自的小区边缘，容易相互间产生干扰。

通信中采用抗干扰编码，或称纠错编码来抑制干扰，这个纠错编码的处理正是在基带芯片上完成。另外，为了抑制系统噪声，在射频和基带之间会设置反馈，完成反馈的算法也是基带芯片处理的一部分。

通常，网络会通过功率控制的方式来减少小区边缘干扰，即在小区边缘减小手机的发射功率来避开干扰。这个功率控制也是通过基带芯片来执行的。

因此，高效优化的芯片处理可以提升手机的下载速率能力。尤其是在高速场景下由于多普勒效应通信质量严重恶化，最能表现一部手机的连接能力。

再以目前4G+网络使用载波聚合技术为例。

载波聚合，通俗的讲就是多个独立的车道（频段）合并成一个车道，从而提高了行车速度（下载速率）。

要实现这些“车道”的合并并不简单，因为不同“车道”的频段并不相同（比如800MHz和2.1GHz聚合），不同频率的无线传播特性不同（比如低频段传播距离更远）。因此，即使信号来自同一个基站，但手机接收到的不同频段的信号强度/信号质量是不同的，这不仅需要射频部分对不同频率的信号进行处理以降低干扰，还需最终的基带芯片处理，最终合并通道。

同理，干扰、数据丢包等原因会造成VoLTE通话出现“吞字”现象，这也需依靠芯片的处理能力。麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，表现最优。

VoLTE，就是基于LTE网络的VoIP技术（用IP数据包来传输语音），但与传统的VoIP依靠Internet“尽力而为”的态度不同，VoLTE具备运营商级的端到端服务保障，一路为语音数据数据包开绿灯，始终如一的保障VoLTE通话质量。

这种端到端的服务保障，正是依托与LTE协议栈集成，通过LTE协议来管理和调度。为此，不管是在网络侧，还是手机终端侧，都需要根据网络实际情况对这些协议配置不断优化，使之处于最佳工作状态。这些优化工作通常包括：减少丢包、降低误码率/误帧率、抖动消除、同步等等。

举一个例子，上文提到麒麟960在弱信号下VoLTE吞字率最低，那么在弱信号场景下，LTE协议是如何调度资源来保障VoLTE通话质量的呢？

弱信号场景通常伴随着高干扰，通常的VoIP在这种情况下会出现丢包、吞字等现象，但VoLTE此时会通过LTE协议调度管理，采用牺牲占用网络资源的方式来保障通话质量，专业术语称之为占用更多PRB资源块。

与VoIP不同，华为手机VoLTE处理在基带芯片上完成，这样做更省电，且能更好的执行CSFB（VoLTE语音回落到GSM网络上）。当然，也需要集成LTE协议来管理调度，并不断优化，网络和终端协同配合，以保持端到端的服务质量。

此外，为了提供高清通话，VoLTE采用了AMR-WB高清语音编码技术，通过提高采样率，将窄带语音的音频编码范围从200~3400Hz扩大到50~7000Hz。基带芯片上就运行着这样一个语音编解码器。为了让语音编解码器工作状态最佳，同样需要配合RF、基带调制解调、编解码进行优化，确保最低程度的语音丢包，进而提升通话感知。

总之，智能手机需要网络协同才能发挥最佳工作状态，这是一个系统性的端到端工程，不管是网络侧，还是终端侧，都凝聚着通信工作者们持之以恒、锲而不舍的汗水和心血。小小一部智能手机的背后，不只是你拍照、上网那么简单。

3 

不要用封面来判断一本书，智能手机也是如此

有一句话说得好，不要用封面来判断一本书，也不要用墓志铭来判断一个人。智能手机也是如此。

芯片是智能手机连接性能的关键，但它隐藏于手机内，普通人并不了解。正因如此，一个真正优秀的芯片厂家应具备精益求精的精神，对其持续优化，以提供极致的用户体验。

据了解，自2015年起，中国移动每半年就会发布《中国移动终端质量报告》，是各大移动终端厂商优化品质、消费者购机的重要参考依据。2016年华为麒麟芯片在中移动两期终端质量报告中均表现优异，在年底的第二期报告中更是荣列多项第一，本次麒麟960在时过半年之后的评测报告中仍然处于业界领先地位，这也充分印证了其“2016年度最强安卓芯”的实力。

以通信的角度，麒麟芯片这本书值得一读。

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