千呼万唤,5G 双卡双通到底有多重要,联发科天玑 9000 芯片已支持

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众所周知,6 月 6 日是 5G 发牌三周年纪念日。经过三年的高速发展,5G 这一名词已不再稀奇,其大频宽、高速率、VoNR 高音质等特点也早已被用户熟知。5G 手机也走进千家万户带来了诸多体验升级,但有一个技术却至今仍未落地,那就是 5G 双卡双通。

说到 5G 双卡双通,就不得不提这家公司:联发科。

早在去年底, 联发科在自家旗舰芯片天玑 9000 上就率先推出了双 5G 双卡双通

▲ 双卡双通,Dual-SIM Dual Active(DSDA)

这个功能的发布,标志着自 2004 年世界上第一台双卡手机诞生以来,双卡技术终于实现了最重要的一次技术突破,从而成功达到了双卡的“终极形态”,即:基于 5G 的双卡(槽)、双待(机)、双通(联)。

▲ 双卡技术的演进

作为芯片领域的老资格玩家,联发科近些年来在芯片技术上发力很猛,进步神速。他们的天玑系列 SoC,从天玑 1000(2019 年 11 月发布)到顶级旗舰天玑 9000(2021 年 12 月发布),只用了短短两年多一点的时间。

目前,包括 OPPO Find X5 Pro 天玑版、红米 K50 Pro、vivo X80、X80 Pro 天玑 9000 版、荣耀 70 Pro + 等多款一线品牌旗舰机型,都采用了天玑 9000 芯片。

█ 双卡技术的演进历程

前面我有提到,世界上第一台双卡手机,诞生于 2004 年。

之所以会有双卡手机的出现,和当时特殊的历史背景有关。那一时期,中国大陆市场只有两家移动通信运营商,分别是中国移动和中国联通。中国移动只有一张 GSM 网络,而中国联通除了 GSM 之外,还有一张 CDMA 网络。CDMA 在通话音质、设备功耗、安全加密等方面具有优势,所以深得商务人士的喜爱,而这些用户又不太愿意放弃原来的移动号码。于是,中国联通就推动产业链,研发了双卡手机。

最早的双卡手机,是双卡单待(一部手机插两张卡,但只有一张卡待机)。不久后,2005 年,双卡双待(一部手机插两张卡,两张卡同时待机)的手机也出现了。

进入 3G 时代后,市场竞争愈发激烈。手机通信资费的下降,网络制式的增加,进一步刺激了用户对于双卡双待的需求。

当时,主流芯片厂商已经把“双卡双待(Dual SIM Dual Standby,DSDS)”列为了芯片的标配技术,予以大力支持。有了芯片,手机厂商可以更快更轻松地研发和制造双卡双待手机。

值得一提的是,全球第一家把双卡双待推向规模商用的芯片厂商,正是联发科。第一款双卡双待单芯片,是联发科在 2008 年推出的 MT6225。

到了 4G 时代,双卡双待手机的市场占比进一步提升,逐步到了 80% 以上(2016 年)。

双卡双待技术本身也是有演进的。例如,从固定主副卡插槽,到“盲插(物理卡槽不限定主副卡位置,用户通过软件设置来设定主副卡)”。再例如,从 GSM / CDMA 双模,到多模,再到全网通。从副卡只支持 2G,到副卡支持 3G / 4G,双卡双 4G 双 VoLTE。

到了 5G 时代,在 4G 双卡双待的基础上,很快就实现了双 5G 双卡双待(首发这项技术的,依旧是联发科)。但是,双 5G 的双卡双待双通,却迟迟没有实现,一直都停留在双 5G 双卡双待单通阶段。

直到去年底,这项记录再次被联发科打破,天玑 9000 率先支持多制式双卡双通,包括双 5G 和 4G 的多种组合,终于实现了双 5G 双卡双通。

▲ 双卡技术的演进时间线

█ 双卡双待双通的技术原理

双卡双待双通,为什么这么难?我们还是要从技术原理的角度来分析。

双卡技术的核心难点,在于射频系统。

手机的通信能力,是依赖基带系统和射频系统(包括天线)共同实现的。简单理解,基带负责信号的处理和加工,而射频负责信号的发送和接收。SoC 芯片实现基带的双卡双待和双通,问题不太大。但射频,就很难。

以前 3G / 4G 时代,曾经在技术上实现过双通。但是,那是基于“新增一套独立射频系统”实现的。

两套射频系统,意味着体积增大,机身变厚,功耗增加,续航缩短,还会对 Wi-Fi、蓝牙等模块造成干扰。所以,这种“新增射频系统”的方式,并没有在商业上进行推广。

芯片厂商们的解决思路,只能放在一套射频系统的复用上。

此前的双卡双待单通,采用的是卡 1 和卡 2“分时段”使用射频资源的方式。

▲ 双卡双待单通:待机状态

因为时间颗粒很小,网络侧会认为卡 1 和卡 2 同时待机。但是,当其中一卡通话时,会完全独占了全部射频资源。此时,另一卡只能断网,且无法接听来电(用户提示忙音)。

▲ 双卡双待单通:卡 1 通话状态(卡 2 断网 / 漏接)

那么,5G 双卡双待双通,是如何实现的呢?——

联发科在没有新增硬件的基础上,通过软件架构改进,对射频资源进行动态分割,模拟出了两套射频系统,可以让卡 1、卡 2 同时使用。

▲ 双卡双待双通

在待机状态(未通话)时,网络侧同样判定卡 1、卡 2 同时待机。在通话时,一张卡(例如卡 1)通话,另一张卡(卡 2)网络保持连接不断,且可以拨打和接听电话。

▲ 双卡双待单通 VS 双卡双待双通

█ 5G 双卡双通,到底有多难

毫无疑问,5G 双卡双通的实现难度是极大的。

首先,5G 是一个极其先进且复杂的通信技术,它的通信频段组合是 4G 的数倍。

常见的频段组合,可以采用弹性切割射频资源的方式,对上行和下行分别模拟出 2 个通道。但某些特殊的射频组合,因为射频资源限制和发热的原因,无法采用这种方式。这时,就要采用“分时”和“同时”的融合方式,难上加难。

▲ 针对特殊频段,采用混合式上下行

其次,5G 双卡双通还要面对通信协议的挑战。

5G 的通信协议比 4G 复杂,软件架构对射频系统进行模拟之后,卡 1 和卡 2 的射频资源都是非完整的。需要考虑的因素很多,否则会影响网络侧的判断。

更麻烦的,在于功耗调优。

双卡单通变成双通,功能增强,难免带来对功耗的影响。如果因为新增了双通,就给手机带来了更大的功耗问题,那是得不偿失的。

5G 具有大频宽、高速率、VoNR 高音质的特点,想要完善用户的 5G 双卡使用体验,就必须对系统进行大量的优化工作。

联发科之所以敢发布 5G 双卡双通这个功能,说明他们已经解决了上述问题。

据了解,面对超高难度的 5G 双卡双通,联发科投入大量的研发资源,集合全球团队成立了 5G 双卡双通攻关专案组,搭配自动化测试和大数据分析,进行研究、探索和试错。

在经历了长达 2 年多的艰苦研发和深度优化后,联发科终于在天玑 9000 版上支持了 5G 双卡双通技术,意义重大。

█ 5G 双卡双通的实际应用场景

接下来,我们借助实际场景,看看双卡双通到底能给我们的日常手机使用体验,带来怎样的改变。

双卡双通的首要场景,大家想到的一定是游戏。

游戏这项应用具有实时性的特点,尤其是网络联机游戏,需要用户保持网络的持续畅通。在双卡双通之前,用户使用数据业务进行游戏时,如果另一张卡有电话业务,数据业务就会暂停导致游戏掉线。

有了双卡双通,当卡 1 使用数据业务进行游戏时,卡 2 仍然可以随意接听或拨打电话。游戏畅玩不受影响,自己再也不用担心掉分,也不会被队友喷。

▲ 双卡双通:可以同时游戏和电话

对于商务用户来说,双卡双通同样是非常必要的功能。当卡 1 正在进行通话时,卡 2 如果有电话呼入,不会提示忙音,而是正常振铃。此时,用户可以选择接听,或者挂断,总之不会漏接重要来电(例如领导或客户的电话)。

▲ 双卡双通:避免错过重要来电

双卡双通给手机用户提供了两条同时活跃的通信链路,减少了业务的阻断。在目前用户手机使用时间不断增加的前提下,价值意义明显。

█ 总结

根据中国信通院发布的手机市场运行分析报告,2022 年 4 月,中国大陆市场 5G 手机出货量为 1458.5 万部,同期下降了 31.9%。这里面,既有新冠疫情的因素,也有市场实际需求的因素。用户购买 5G 的意愿下降,是显而易见的。

在这一背景下,需要手机厂商找到更好的创新方向,真正解决用户的痛点,才能刺激市场的重新增长。

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