一部手机应该对应几个手机号?这个问题的答案不一定能放之四海而皆准,如果你问一个美国人或日本人,习惯于运营商合约机捆绑的外国朋友大概会认为一部手机不就一个号跑一种流量套餐吗,难道还要手机能插两张卡浪费钱?而发展中国家的广大人民,包括我们每一位中国人,大概会给出另一种答案。
对我们来讲,在很多人的记忆里大概移动互联网雏形还没有成型的时候,身边就已经有亲朋好友在用着双卡手机了,一个号码是工作,另一个号码是生活(也有可能是另一个身份的工作,或者海外商旅需要购买当地手机卡),而不用携带两部手机增加成本和风险。多数人原先家里的座机号在双卡手机普及的过程中逐渐被副卡号所取代,不断变得低廉的通信成本,也让双卡乃至养号成为我们移动生活方式的一部分。
在双SIM系统诞生之后,和双卡工作机制对应的技术功能也在不断进步。随着移动通信技术的升级换代,最新的成果来到了5G网络下的双卡双待双通,7月份iQOO 10系列的问世,使双卡形态在5G时代总算得到圆满。在它背后,是高通等技术先驱所代表整个通信行业为用户体验改善而做出的不懈努力。
双卡成长路
关于双SIM卡设计的手机率先由谁首创众说纷纭,但可以确定的是,在2000年后将双卡机型发扬光大并推向全球的正是中国的手机厂商。所谓需求驱动产品设计,人们在日常生活工作中对于身份转换的需要被敏锐的商家捕捉,小厂商搭配低成本双卡方案和模具的廉价机型很快受到大众追捧,不光改变了功能机的生态,也对智能手机的普及起到了推动作用。
在最早期,双SIM卡在物理上的实现方式还未完全转向机内设置双卡槽,那时的SIM卡尺寸是现在主流nano-SIM的好几倍,手机内部的集成度和设计复杂程度也远不如今,所以我们甚至可以看到小部分人甚至使用外挂式的双SIM卡转接器来让自己的单卡手机支持双卡。
这个时期人们主要解决的问题是单部手机在物理上的双卡支持,对于两张SIM卡如何工作和调度,仍然没有进行比较深入的思考。虽然手机里插上了两张SIM卡,但能够进行通信的却只有其中一张,当激活其中一张SIM卡时,另一张则完全是在无信号状态下睡大觉,这并不是大家想要的最终结果。这即是最早的双卡工作形态——“双卡单待”,意为双SIM卡单卡待机。
随着时间推移,到2010年左右,当时的3G网络正在酝酿21世纪最具影响力的一场科技风暴:移动互联网革命。这个时期的主流网络制式也最为丰富,GSM、CDMA、TD-SCDMA、EVDO、WCDMA都有它们稳定的使用群体,而我们也常常因为各种需要(如保证信号覆盖,想要得到更好的通话质量等)而和不同的网络运营商签约使用不同制式的网络,这一时期的双卡需求是非常现实且突出的。
所以如何调控双卡手机的蜂窝网络工作模式,使两张卡都能“在线”便成为一个不能回避的课题。如何在一套射频系统下实现对两个手机网络的支持?当时的通信行业人才从“时分法”的角度入手,设计了一种以极快速度在两个网络之间切换的控制电路,用户根本感觉不到网络的切换,从而从人类的感知层面“实现”了双卡同时在网,在不需要用户手动切换激活SIM卡的前提下,两张SIM卡都能被网络搜寻到并接受呼叫,即所谓的“双卡双待”。
随着更多厂商对来自电信运营商可能抗拒的担忧消退,许多国际大品牌也开始投入资源改良双SIM卡系统设计并推出自己的双卡机型,并针对不同制式的网络,配置跨运营商多模段的双卡支持。经过两三年的实践打磨,“双卡双待”的技术日趋成熟,这一概念也已经广为消费者所接受,但这只是步入下一个进化阶段的台阶。
单通?双通?
在2010年后,手机应用形式的进化使得电话短信不再是它的主要任务,我们对手机所应具备的功能要求也在提高。最为普遍的应用形式便是手机上网,浏览图文信息,与他人通过社交网络平台或软件进行沟通,以及发展至4G时代出现的短视频消费分享以及移动网络游戏。
这样的背景下,为避免错失语音通话而设计的“双卡双待”存在感突然下降。如果理解了上文所提及的原理,你会明白它只是“欺骗”基站,让对方认为自己始终在网,但并不能真的让你在持续使用一张卡进行某个应用时,另一张卡的呼入不影响此应用;或者在跟其他人通电话的时候,让另一张卡和主卡一样收到语音呼叫。从本质上而言,它是一种“单通”。
“单通”的问题在假设手机只作电话用时才突出,因为它只影响在和他人通话时另一张卡的呼入会被应答为无法接通,而在人际沟通逐渐从语音呼叫服务向移动互联网转移的10年代,它显然对大多数人来说无关痛痒。
然而这个“双卡双待”的“单通”本质缺陷在4G时代还会阴魂不散,时不时出现一下破坏用户的体验。最为出名的问题大概是呼叫回落(CSFB),它出现在4G时代的前期,具体表现为当有语音呼叫呼入时,手机网络降级。这是因为4G网络制式LTE是一种基于IP发包的网络,它并不支持传统的电路切换式语音呼叫,为了保证正常进行语音通话,手机的射频系统便会在通话过程中切换至2G保持使用,这个时候你会发现其他网络冲浪活动寸步难行。假如当时的手机能实现双通,那这个问题大概在4G时代就不会冒尖了。
在4G时代的后期,由于VoLTE的成熟和商用,人们一定程度上规避了“单通”本质的痛点。但是因为手机已经彻底变为了个人信息娱乐终端,现有双卡双待模型在设计上的缺陷会逐渐在使用中暴露出来。
举个例子,在移动网络游戏风靡全球的今天,你正在通勤返家途中抓住碎片时间用私人号匹配一局《王者荣耀》,不料工作号突然打进来一个电话,然后你游戏掉线了,等你处理完回来,结果发现游戏已经结束,自己还被队友举报……
生而逢时
要说双卡双通(DSDA,dual-sim dual active),在4G时代不是没有人做过,但是那些手机和厂商都快几乎没几个人记得了,这是时代使然。从设备角度讲,4G时代的发展任务是普及终端和扩大移动互联网人口,而要保证双通,意味着单个终端里必须要有两套射频系统同时工作,推高设备成本同时也会显著地影响续航;而从网络角度看,除了上面提到的CSFB会限制弯道超车一类的想法之外,射频资源本身也不如5G丰富,操作空间有限。
而进入5G时代后,双卡双通再来就水到渠成了。由于3GPP规定5G在没有VoNR的情况下不允许CSFB到2G/3G上来进行语音通话,必须以4G的VoLTE进行,这实际上就给了终端和通信解决方案设计方更高的自由度来实现双通。而5G的频段资源不光在授权范围内有了大幅度的扩张,现在也可以利用起非授权频段,灵活地分配不同SIM卡所使用的频段带宽。
作为行业中通信解决方案供应商的头部玩家之一,高通早在2019年时其实已经在车联网的骁龙汽车5G平台上实现了5G网络的双卡双通,彼时的5G网络还是NSA组网为主的状态,而现在经过两三年的发展,SA组网成为主流后,今年年初的MWC高通就迅速拿出了针对手机的SA组网5G双卡双通方案。在会展上,高通用小米演示机展示了一张卡看视频一张卡打电话同时进行的场面,引发人们对身在天涯海角却能像在客厅一样同时追剧的美好遐想。
虽说当时高通强调SA组网5G双卡双通是骁龙X70 5G基带RF一体化系统的关键功能,但它似乎并不反感此功能出现在现行的系统上,iQOO 10系列所搭载的骁龙X65便支持双卡双通。5G双卡双通在技术层面上主要是重构了基带架构,把此前主副卡的串联结构改为并联,让二者能够同时接入射频前端进行通信,并对射频资源进行动态分割调配,优化双卡使用体验。基于目前智能手机主流采用的双收单发的射频硬件,5G的双卡双通应该是在接收端模拟两条下行通道相互独立,而在发信端进行时分处理两张卡的传输请求。
选择iQOO 10在商用终端产品中首发该功能,大概高通也认为以性能和游戏为主要卖点的iQOO品牌会最直接受益于5G双卡双通。
结语
就像个人的发展也要遵循历史的进程,手机射频技术的应用,也要看其所在的技术世代大环境。5G双卡双通的重要意义在于,在消费端它能够成为区分4G和5G体验的辨识度要素之一,加速推动社会网络结构的末梢向5G换代。
在疫情压力仍不容轻视,人们仍然不能完全脱离居家办公和学习回到原来的生活方式的现状下,5G的技术进步无疑是帮助大家缓解困难,重拾发展希望的一剂强心针。高通在今年把5G双卡双通作为基带射频方案的标配推向世界,也算一种中国思路在全球范围发扬光大的延续吧。
本文由梁桂钊于2023-02-23发表在梁桂钊的博客,如有疑问,请联系我们。
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