今日知识分享调制解调器的功能是什么

第一部移动电话诞生至今已有将近40年的时间，但直至移动通讯网络从模拟信号全面转为数字信号，手机才逐步与互联网连在了一起。到今天，使用智能手机浏览资讯、视频通话、玩网络游戏和观看视频不仅成为日常，也成为了人们的生活和工作方式的一部分，并催生了不少的新兴行业。这些都离不开手机内部的调制解调器的功劳。

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什么是调制解调器

调制解调器英文名称是Modem，国内也被戏称为“猫”，对于从千禧年走过来的老网民来说是个无比熟悉的字眼，它的作用就是把模拟型号和数字信号进行相互转换，使得计算机之间实现了互联通讯功能。调制解调器在手机和通讯网络间建立起一条逻辑通道来传送联网数据和调整通讯模式，从而实现通话、短信息和上网等功能。下图是手机的基本工作流程。

早年的模拟信号通讯模式被称为1G，到了2G时代数字传输技术成为了核心，借助GPRS数据数据处理技术，部分手机开始具备简单的访问WAP网站的能力。直至智能手机的兴起，调制解调器配合高性能的CPU，手机终于实现了即时通讯和畅游互联网的能力。到后来的3G、4G和今天5G，手机调制解调器始终扮演着重要的角色。

调制解调器和基带的关系

尽管从功能上说调制解调器是一个独立的设备，但在高度集成化的智能手机中，调制解调器与信号处理器、信道编码器、数字信号处理器和接口模块，通常整合在一块叫做基带(Baseband)的芯片中，这些模块共同协作就完了成了现代手机通讯的功能。在移动互联网广为普及的今天，调制解调器已成为基带芯片中最重要的模块。

基带芯片在手机上有两种存在形式，一种是独立芯片，也就是俗称的“外挂基带”，另一种则是与CPU、内存DRAM等模块整合在一个大规模的多层芯片，即SoC（即System on Chip，系统级芯片）上，从而极大减小手机主板的体积。这样不仅降低整体的发热量和功耗，更让空间狭小的智能手机可以内置容量更大的电池和数量更多的摄像头。

5G时代调制解调器的进化

由于制造基带芯片需要在半导体技术、通信网络标准适配、基带芯片专利技术和通信网络技术方面有着深厚的技术储备，因此世界上具备高性能基带研发的能力的厂商寥寥无几。

作为通讯行业的“优等生”，三星不仅拥有强大的半导体研发和生产能力，更具备齐全的智能手机产业链，在2010年以前就开始了基带研发，并在2015年发布的Galaxy S6中配备内建4G调制解调器的Exynos Modem 333自研基带芯片，配合14nm FinFET制程工艺的Exynos 7420八核处理器，使得Galaxy S6一举成为当年的Android旗舰手机。

进入5G时代，手机调制解调器的竞争开始进入白热化。作为5G技术的开创者，三星在2018年推出首款支持5G移动通信标准(5G NR release-15)的Exynos Modem 5100，采用10nm FinFET 低功耗设计工艺，支持6GHz及以下以及毫米波等新频段，可实现高达 6Gbps数据速率，并向下兼容4G，搭载Exynos Modem 5100基带的三星Galaxy S10 更是夺取了“全球首款5G手机”的桂冠。

到了2019年，三星发布了全球首款A77架构移动处理器Exynos 980并应用于Galaxy A71。这颗SoC的最大亮点就在于内置了全新的5G调制解调器Exynos Modem 5123，基于全新的7nm EUV工艺制程打造，同时支持NSA&SA两种5G制式，并向下兼容2G、3G和4G。同时，通过高性能CPU子系统使得Exynos Modem 5123拥有更快的数据处理能力，下行速度最高超过10Gbps，同时具备多项节能优化，让用户在5G模式下实现更低的功耗和更久的电池续航。

从1G到5G，不仅让我们的移动通讯体验得到阶梯式的提升，演进速度也不断加快，从3G到4G用了15年时间，而从4G到5G却缩短到了8年，而这也是调制解调器和背后半导体工艺不断进化升级的结果。现在6G技术的研发已经在路上，相信搭载速率更快、效能更高的6G调制解调器的智能手机将很快与我们见面，让我们拭目以待。