我們在《iPhone15 Pro Max究竟用了哪些牛叉的芯片？》上，通過iFixt的拆解報告分析了最新的iPhone15手機中的射頻模塊，在這塊獨立的RF PCB上也只看到了一塊高通X70 基帶芯片和兩塊高通SDR735射頻收發(fā)芯片以及一塊毫米波收發(fā)芯片SMR546. 剩下的主要是一些射頻前端模塊FEM了。

但是你知道這塊簡單的RF PCB上支持多少無線通信系統(tǒng)嗎？這些無線通信系統(tǒng)到底工作在哪些頻段？

No.1無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信

無線通信是一部手機的必備功能?，F(xiàn)在買手機，對于無線通信這一塊的關(guān)注度少了很多，畢竟這是一項基本功能。最多有時候看一下是不是支持5G？但有一些手機甚至連支持不支持5G也不詳細說明了。消費者更關(guān)注的似乎只是手機CPU快不快，內(nèi)存夠不夠大，以及攝像頭夠不夠清晰。

但是在2010年之前的時候，手機制式還是一個非常重要的選項，比如移動版還是聯(lián)通版亦或者CDMA電信版。尤其是淘寶買水貨的時候，國外網(wǎng)絡(luò)和國內(nèi)能不能通用，顯得尤其重要。

但現(xiàn)在，這些都不需要消費者過多考慮了，一方面原因是最新的移動通信標(biāo)準(zhǔn)越來越統(tǒng)一，更重要的是手機的移動通信功能也越來越強大，支持的通信制式也越來越多，只要在網(wǎng)使用的通信網(wǎng)，手機幾乎都可以支持。從2G時代的GSM，到3G WCDMA，再到 4G LTE，到現(xiàn)在的5G NR。

而且支持的頻段也越來越多，只要運營商在運營的頻段，幾乎都可以支持，下圖是來自小米官網(wǎng)的小米14規(guī)格參數(shù)截圖，支持2G時代的全制式，包括GSM和CDMA 共4個頻段；3G時代的WCDMA的6個頻段；4G LTE的全制式包括FDD-LTE和TDD-LTE，共17個頻段；5G NR的12個頻段。（TDS-CDMA可能早就下網(wǎng)了），不考慮不同制式射頻頻段相同的話，小米14共支持39個移動通信網(wǎng)絡(luò)頻段。

（小米14 移動通信支持頻段）

下圖是iPhone15 支持的網(wǎng)絡(luò)通信頻段，共支持 2G GSM 4個頻段，3G WCDMA 的5個頻段，4G TLE 的27個頻段以及5G NR的23個頻段。不考慮不同制式射頻頻段相同的情況下，iPhone 15 共支持 59個頻段。

（iPhone15 移動通信支持頻段）

通過支持的移動網(wǎng)絡(luò)通信頻段對比，我們發(fā)現(xiàn) iPhone15居然比小米14多了足足20個頻段。這也許就是小米手機上用到的射頻收發(fā)芯片比iPhone上少一個的主要原因吧。

如果是這樣的話，那么也不影響你使用的頻段的通信質(zhì)量了，畢竟你也用不了59個頻段。

現(xiàn)在國內(nèi)主要在用哪些頻段呢？

中國移動在網(wǎng)運行的頻段主要有：B8 900MHz，B3 1800MHz，B34 2GHz，B39 1.9GHz，B40 2.3GHz，B41/N41 2.6GHz 以及N79 4.9GHz。N79 雖然分給移動了，但是現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)該還沒有N79的基站，主要用于5G熱點或者專網(wǎng)。

中國聯(lián)通目前在網(wǎng)運行的頻段主要有 B8 900MHz，B3 1800MHz，B1 2.1GHz， B40 2.3GHz 和N78 3.5GHz。原來的B41 2.6GHz 的頻段重新清網(wǎng)給移動用了。N78 聯(lián)通和電信共同運營，每家100MHz帶寬。

中國電信在網(wǎng)運行的頻段主要有B5 BC0 850MHz，B3 1800MHz， B1 2.1GHz和 N78 3.5GHz。電信的B41頻段也重新清網(wǎng)之后分配給移動了。

所以無論是支持頻段少的小米手機還是支持多達59個頻段的蘋果手機，在國內(nèi)應(yīng)用都是完全沒有問題的。小米手機再減一半頻段也不影響國內(nèi)的通信質(zhì)量。但是如果你喜歡全球跑的話，就要考慮你的手機是不是支持這個國家的頻段了。

No.2近距離無線通信

除了必備的蜂窩通信不可或缺之外，現(xiàn)在常用的近距離無線通信也是必備的，比如鏈接無線局域網(wǎng)的Wifi，連接無線耳機用到的藍牙 Bluetooth，支持無線精準(zhǔn)定位與感知的超寬帶UWB以及各種無線讀卡功能的NFC等。

2.1 WiFi

Wi-Fi 是一個基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。Wi-Fi從1997年推出WiFi0開始，已經(jīng)升級到了WiFi 7。無線通信的速率越來越快，從最初的2Mbps，最新的WiFi7 支持最高30Gbps的傳輸速率。

WiFi的工作在ISM頻段中的2.4G和5G頻段。

2.4G頻段用得最為廣泛，工作頻率為2.4GHz-2.4835GHz，共83.5MHz帶寬。這個頻段應(yīng)用比較廣泛很多其他的無線網(wǎng)絡(luò)也工作在這個頻段，比如藍牙，無線遙控器，微波爐等，所以干擾也比較大。并且?guī)挶容^窄，通信速率也受到限制。

所以在后期的WiFi版本中加入了5G這個頻段，后面在WiFi7中還支持6G頻段。5G頻段帶寬比較寬，從5.15GHz到5.85GHz，共700MHz帶寬，接近2.4G的10倍，可以提供更高的通信速率，并且干擾比較小，但是電磁波頻率越高，在空氣中傳播衰減越大，5G WiFi的覆蓋距離通常比2.4G要小。

最好的Wifi配置是兩個頻段都支持，互為補充，2.4G提供較大覆蓋面積，而5G WiFi 則負責(zé)高速率傳輸。不僅手機端要支持 2.4G和5GWiFi， 相應(yīng)的無線路由器也需要提供雙頻模式。

2.2 藍牙 Bluetooth

藍牙也是手機上不可或缺的一項無線通信技術(shù)，我們常用的無線耳機，車載通信等都是通過藍牙來連接的。

從1998年推出第一代藍牙技術(shù)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了5代，所以藍牙技術(shù)也到了5G時代。如下圖所示，最主要的特點也是傳輸速率越來越快，并且傳輸距離也越來越遠。當(dāng)然每一代之間還有一些小版本的升級，比如在2002年和2003年分別推出了藍牙1.1和藍牙1.2，傳輸速率從最初的723Kb/s 提升到了1Mb/s。

藍牙技術(shù)的工作頻率也是2.4 GHz，為了避免和工作在相同頻率的無線技術(shù)的干擾，比如WiFi，藍牙采用了跳頻擴頻技術(shù)FHSS（Frequency-Hopping Spectrum Spred），這個技術(shù)將頻帶分成1MHz間隔的79個調(diào)頻信道，藍牙設(shè)備的信號以偽隨機的方式從一個信道跳到另一個信道，從表面看，藍牙占據(jù)了整個ISM頻段，但實際上只有約1MHz的頻段被占用，并且調(diào)頻的速率是1600跳每秒。

目前使用的 2 個藍牙標(biāo)準(zhǔn)是：

Bluetooth Classic，支持兩種不同的數(shù)據(jù)速率，基本速率 (BR) 和增強數(shù)據(jù)速率 (EDR)。

Bluetooth Low Energy (LE)，針對低功耗進行了優(yōu)化，主要用于受電池續(xù)航時間限制的應(yīng)用。Bluetooth LE 不常用于交換大量數(shù)據(jù)，但與 Bluetooth Classic 相比，可以提供支持實現(xiàn)更高的音頻質(zhì)量和更多樣化的音頻選項。

2.3 超寬帶通信 UWB

UWB也是一種近距離通信技術(shù)，在iPhone11上，蘋果公司開發(fā)了超寬帶UWB技術(shù)的空間感知能力Spatial Awareness。利用UWB技術(shù)的超高精度定位能力，提高了手機的定位精度，并且能夠感知周圍手機的準(zhǔn)確位置。

緊接著，小米也推出了具備UWB技術(shù)的手機——“一指連”，基于這項“一指連”技術(shù)，手機和智能設(shè)備將具備空間感知能力，猶如“室內(nèi)GPS”。當(dāng)手機指向智能設(shè)備，控制卡片就能自動彈出，能夠直接進行操控。

UWB通信技術(shù)的工作頻率從3.1GHz到10.6GHz，總共7.5GHz 的可用頻譜帶寬，相對帶寬超過100%。根據(jù)香農(nóng)定理，通信帶寬越寬，其信道容量就越大，就可以接受更高的信噪比，并且功率譜密度也比較低。因此UWB可以在很低的功率下，提供高精度的通信。這樣即減小了功率損耗，又把對其他通信系統(tǒng)的干擾降到最低。

UWB通信在iPhone15上有支持，但是在小米14的規(guī)格書上沒有看到相關(guān)的介紹。

個人感覺UWB技術(shù)在手機上并不是一個必要項，反正我沒用過。

2.4 NFC 近場通信

NFC通信技術(shù)現(xiàn)在越來越是手機的標(biāo)配了，因為每次帶著一堆卡出門實在太麻煩了。

NFC是由非接觸式射頻識別（RFID）及互連互通技術(shù)整合演變而來的，工作在13.56MHz，對于射頻來說是一個比較低的頻率，其主要通過電磁波的近場區(qū)進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速度有106Kbit/s、212Kbit/s或者424Kbit/s三種。

NFC的傳輸距離比較短，通常只有10厘米，因此具有更高的安全性，更適合在移動支付，交通卡，門禁卡，電子門票，電子鑰匙等領(lǐng)域應(yīng)用。

具備NFC功能的國產(chǎn)安卓手機，應(yīng)用比較廣泛，蘋果手機的NFC功能個人感覺有點受限，搗鼓了好長時間，我的門禁卡還沒有讀取到蘋果手機上，國產(chǎn)安卓手機很容易把日常用的電子卡讀取到手機上使用。

No.3衛(wèi)星定位和導(dǎo)航

衛(wèi)星定位和導(dǎo)航也是手機的一項基本功能了。自從有了智能手機，車載導(dǎo)航我再也沒用過了。

從iPhone15的介紹中，我們看到，iPhone15支持五種定位系統(tǒng)，分別是美國的GPS，俄羅斯的GloNASS，歐盟開發(fā)的伽利略Galileo，日本開發(fā)的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)QZSS和中國自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)。

美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 是最早全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，總共有24顆衛(wèi)星組成，均勻地分布在6個軌道上，每顆衛(wèi)星距地面約1.7萬千米。

GPS主要工作在 L1/L2和L5 頻段上，如下表所示。

隨后是前蘇聯(lián)時期開發(fā)的，后被俄羅斯繼承的格洛納斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。按照設(shè)計，格洛納斯星座衛(wèi)星由中軌道的24顆衛(wèi)星組成，包括21顆工作星和3顆備份星，分布于3個圓形軌道面上，軌道高度19100千米，傾角64.8°。但是受俄羅斯經(jīng)濟影響，格洛納斯系統(tǒng)的建設(shè)也受到了很大的影響，據(jù)說目前也僅有8顆衛(wèi)星在正常工作。所以格洛納斯越來越縮小成了一個局部導(dǎo)航系統(tǒng)了。

格洛納斯的頻段主要是L1，L2和L3，頻率如下。

伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是由歐盟聯(lián)合開發(fā)的一款全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)由軌道高度為23616千米的30顆衛(wèi)星組成，其中27顆工作星，3顆備份星。衛(wèi)星軌道高度約2.4萬公里，位于3個傾角為56度的軌道平面內(nèi)。

在二十一世紀初的時候，中國也有參與到歐盟的伽利略計劃中，但是后來因為你懂我懂大家懂的原因，中國被排擠出來了。這也才有了我們后來橫空出世的北斗。

歐洲伽利略和中國北斗的工作頻段如下，伽利略系統(tǒng)主要在E1，E5和E6，中國北斗則工作在B1，B2和B3，

我們都知道，頻譜是稀有資源，按照”先來先得“的國際慣例，美國的GPS和俄羅斯的GLONASS 用了最好的衛(wèi)星定位頻譜資源——L頻段。而后面的北斗和伽利略就只能在剩下的頻段里面找好的了。因為北斗和伽利略系統(tǒng)的建設(shè)時間類似，這里還發(fā)生一個小小的插曲：中國在2009年發(fā)射三顆“北斗”二代衛(wèi)星，正式啟用該頻率，而歐盟連預(yù)定的三顆實驗衛(wèi)星都沒有射齊，注定敗下陣來，失去對頻率的所有權(quán)。因此，通常認為北斗的頻率僅次于GPS和GLONASS系統(tǒng)，而優(yōu)于伽利略系統(tǒng)。

目前在國內(nèi)，衛(wèi)星導(dǎo)航主要采用的是我們自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)，其定位精度更高，而且安全性更好，并且北斗還支持具備短報文通信。

No.4衛(wèi)星通話

華為Mate60Pro的發(fā)布，拉來了手機支持衛(wèi)星通話的序幕。

在衛(wèi)星通話領(lǐng)域，最著名的還是馬斯克的星鏈。在2015年的時候，馬斯克宣布要發(fā)射大約1.2萬顆通信衛(wèi)星發(fā)射到軌道,其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道，這個星鏈將為人類提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。而且是全地球，無死角，隨時，隨地，隨便，只要你有錢。

到2023年7月份，Starlink 總共有4519顆衛(wèi)星發(fā)射成功，其中有4487顆衛(wèi)星正在運行，目前可提供5Mbps到200Mbps不等的傳輸速率，這個傳輸速率已經(jīng)可以滿足大部分人的上網(wǎng)需求了。

下圖給出了Starlink的射頻參數(shù)，地面站和衛(wèi)星之間采用27.5GHz-30GHz的毫米波頻段傳輸，而衛(wèi)星和用戶終端之間采用10.7GHz到12.7GHz的頻段傳輸。

基于星鏈的衛(wèi)星通話，需要專門的starlink通信裝置，如下圖所示。

但是華為Mate60 Pro 則可以直接使用手機進行衛(wèi)星通話，無需借助額外的設(shè)備。其采用的是由中國電信負責(zé)運營，由航天五院牽頭研制的天通一號衛(wèi)星通信系統(tǒng)。工作在S頻段，上行1980MHz-2010MHz，下行是2170MHz-2200MHz。目前可支持100萬用戶的語音和低速率網(wǎng)絡(luò)連接。

現(xiàn)在支持衛(wèi)星通信的手機還比較少，我想最主要的原因還是如何在手機上做出高增益的衛(wèi)星天線還是一個業(yè)界難題，想把Starlink的那口”鍋“集成到手機上更不可能。

一個小小的手機上，居然集成了如此多的無線通信系統(tǒng)，支持如此多的無線頻段，這除了射頻模塊芯片化的巨大貢獻之外，還有就是天線技術(shù)的發(fā)展。如何把如此多的頻段的天線集成到手機上，這是一個難題。不過，肯定是已經(jīng)解決了。

后面文章，我們再一一介紹。

審核編輯：湯梓紅