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作者聯系方式：李先靜 <xianjimli at hotmail dot com>

更新時間：2007-6-21

在正式進入Marvell-linux研究之前，我們介紹一點背景知識，讓沒有手機開發經驗的朋友有個概念。

1.       基帶(BaseBand)

基帶是傳統手機中最重要的功能，它直接與無線網絡交互，負責信號的發送和接收。所有編碼/解碼和網絡協議處理都是它負責的，這一部分也是最復雜，涉及專利最多的部分。所幸的是，大部分處理都集成在芯片里了，對于一般手機設計來說，至少在軟件方面是不用太關心的。

我們知道，交變電流在流經導體時會產生無線電波，無線電波可以經過空間傳播出去，這就是無線發送的原理。而無線電波又可以讓導體產生電流，電流信號可恢復為與發送時的一致信號，這就是無線接收的原理。

在無線電設備中，這里的導體就是天線，天線的長度是有要求的，它一般不能小于波長的一半，像耳朵能聽聲音頻率范圍是20Hz～20KHz，最敏感的部分在2500赫茲到3000赫茲之間。因為波長x頻率=光速，以3000赫茲的無線電波為例，它對應的波長是100公里，如果直接收/發這種電波，那么天線長度至少要50公里，我們當然不可能在手機上安裝一個50公里長的天線，怎么辦呢？

要縮短天線的長度，只能提高電波的頻率。發送時，把低頻信號調制在高頻信號上再發送出去，接收時，先得到高頻信號，然后從中解調出低頻信號。這里高頻信號稱為載波，一般GSM手機使用1800M或900M的載波，而CDMA使用800M或1900M的載波。當然這里的頻率指的是中心頻率，信號本身要占一定的帶寬，而且為了避免干擾，發送和接收所用的頻率也不一樣，以900M的載波來看，接收頻率為925M-960M，發送頻率為880M-915M。

高頻信號是真正在空間中傳播的無線信號，對高頻信號的處理也就是所謂的射頻(RF) 信號處理，高頻信號讓天線變短了，這是它的好處，同時也帶來了副作用，因為它的波長太短，它可能把印刷板上的導線都當作天線，在上面產生感應電流，原本兩根無關的導線，現在變得關系曖昧，加上無線電波的反射互相影響，使其中充滿太多不確定因素，導致射頻電路設計非常復雜。按照溫伯格的《系統化思維導論》里的說法，這是一個典型的中數系統，即不能采用小數系統中那樣的簡化，又不能采用大數系統中的概率統計。

手機的功率比較小，它不能直接與衛星建立通信，而是與基站(BS)之間通信，基站呈蜂窩狀布置，所以以前稱手機為蜂窩電話。

現在的手機都是數字信號，即使音頻信號也要進行數字編碼之后才能傳遞，任何通信都有一套通信協議，手機和基站之間的通信當然也不例外，多個手機共享基站，信道的建立，手機在基站之間的切換，如此等等，還有很多復雜的情況，所以整套協議非常復雜。

多個手機共享一個基站，如何共享，這就是所謂的多址問題。常見的有頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。在2G中通常使用頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）的組合，而在3G中使用碼分多址（CDMA）。

2.       應用處理器(AP)

AP從邏輯上講是一個獨立的東西，在物理上可以獨立于基帶處理器，也可以從屬于基帶處理器。如果使用Marvell的Monahans系列芯片，那么可以肯定AP是獨立于基帶處理器的。

AP的功能是運行應用程序，我們常說的MMI就是在這上面運行，一般手機設計公司的主要工作就是開發這些應用程序。一個典型軟件(linux平臺)的分層視圖如下圖所示：

在Marvell-linux這個系列中，我們關注的主要是linux kernel中與平臺相關的部分。

3.       BB與AP的橋梁

既然像電話這種通信類應用程序是在AP上跑的，而通信功能又是在BB上實現的，那么就一定會存在一個連接AP和BB的通道。

最常見的連接方式就是串口，在linux下，也就是tty設備。在AP這邊，用AT命令控制BB，來實現打電話和發短信等功能，在3GPP的《AT command set for User Equipment (UE)》文檔中定義標準的AT命令，各個模組廠家為了增加功能，在上面都做了些擴展，在使用AT時，要參考模組廠家的手冊。

AT命令是文本格式的，它經過串口發送到BB。它控制BB來完成打電話和發短信等傳統功能沒有問題，但是要通過BB無線上網(如GPRS)，就遇到麻煩了，因為上網的數據是二進制的，如果和AT命令混在一起從串口傳輸，那就會亂成一團了。

為了解決AT命令和二進制數據共享串口的問題，3GPP制定了一個稱為多路復用的協議，它把一個物理串口虛擬成多個邏輯上的串口。應用程序使用各自獨立的虛擬串口而互不干擾。

有人會問GPRS數據和AT命令是通過多路復用協議經串口在AP和BB之間傳遞的，那么打電話時的語音數據呢，是不是也是走條通道呢？答案是否，因為那樣做效率太低了，所以對于下行語音數據，BB解碼后直接送到speaker，對上行的語音數據，從MIC采樣/處理后，直接通過BB發送出去。

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