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WiFi 6路由器帶來的射頻挑戰?

Qorvo半導體 ? 來源:Qorvo半導體 ? 2020-08-03 14:53 ? 次閱讀

在多方的推動下,WiFi 6 技術和相應的產品在最近幾個月知名度大增。尤其是在網絡關鍵接口的路由器方面,各大廠商都鉚足勁,希望籍此卡住家庭網絡最重要的一個入口。這就推動企業在這個領域展開了激烈競爭。

對于路由器而言,除了價格以外,其信號覆蓋范圍和穩定性是使用者選擇路由器時重點考量的因素,而這大部分都倚仗于路由器射頻前端的表現。這就讓射頻前端廠商在這個競爭中扮演了關鍵的角色。

作為射頻領域的領先專家,Qorvo 對WiFi 6 路由器也有獨到的見解和分享。在最近于小米的一款名為 AX1800 的 WiFi 6 路由器上,Qorvo 將其在這個方面的實力表現得淋漓盡致。為了讓大家對此有更直觀的了解,我們先來介紹一些基礎知識。

WiFi 6 路由器帶來的射頻挑戰?

關于 WiFi 6 的新標準,之前已經有過很多報道,讀者也可以從 Qorvo 之前的文章《解讀 Wi-Fi 4/5/6/6E 標準》中看到。作為一個為了適應高密度的無線接入和高容量的無線業務,我們認為一個好的 WiFi 6 路由器一定要有做到高速率、高廣覆蓋和高吞吐量這三點。而要做到這些,就給射頻前端帶來了幾方面的挑戰:

WiFi 6 擴展了 1.2GHz 新的頻譜,從 5.925GHz~7.125GHz。由于頻段的擴展,AP 的射頻前端不得不針對新的頻段與應用開發新的芯片

WiFi 6 Mesh 的架構,需要把 5G 頻段和 6G 頻段做很好的切割,例如 5GHz 會有 Low band (UNII1-2a) 和 High band (UNII2c-3),這些都需要 BAW 技術的濾波器來滿足性能指標要求。

WiFi 6 由于高密度,大容量,多天線等特點,那就不僅要求他們要有更小的尺寸,更要求更低功耗,這就讓射頻前端需要更高集成度的 FEM(不僅集成了 PA,LNA,SW 等芯片,同時也計劃把 filter 集成到芯片里面;同時還需要更高效率的芯片設計,以降低整機的功耗。

此外,WiFi 6 路由器還需要針對頻譜、頻段,甚至不同國家的需求,做一些針對性的設計。

例如在頻譜方面,因為頻譜資源是比較稀缺的,同時現在也非常擁擠,所以 WIFI 頻譜不能干擾運營商頻段,同時運營商頻段也不能干擾 WIFI 頻段;在 WIFI 邊帶則有 B40,B7 等 LTE 頻段,為了與 LTE 頻段共存,相互之間不能相互干擾;美國 FCC 更是要求 WIFI 邊帶 bandedge power 的要求。

面對以上挑戰,Qorvo 正在攜手行業伙伴全力以赴。

Qorvo 解決問題的方法

眾所周知,Qorvo 在射頻領域有多方面的額積累,在 FEM 方面,公司的產品涵蓋了設計,生產,測試,應用等流程。公司所擁有的、全球先進的 GaN,GaAs,SOI 等工藝水平,則可以更快速度的開發出來高效率、高線性和高集成度的 FEM。

如針對前文提到的頻段共存問題,Qorvo 開發了一些列的 BAW 濾波器,這些濾波器抑制了 WiFi 與 LTE 相互之間的干擾。面向美國 FCC 的法規需求,Qorvo 推出了 bandedge filter,可以很好的抑制帶外雜散。換而言之,如果沒有這些濾波器,AP 必須降低功率來滿足這些指標要求,那將必定影響 AP 的信號強度,降低覆蓋范圍以及信號質量,影響客戶體驗。

當然,以上只是 Qorvo FEM 產品的一部分。據了解,Qorvo 的 FEM 產品有非常好的 EVM 指標,可以最大限度的把有用不失真信號(1024QAM 信號)通過天線發射出去,以保證接收端準確無誤的解調出來有用信號。同時通過 8*8 MU-MIMO 技術,可以大大增加接入終端設備數量,提升吞吐量;通過使用 Qorvo 的 FEM(PA+LNA+SW ), 能進一步提高覆蓋范圍距離。其中 PA 可以極大的增強信號發射功率,LNA 可以提高信號的接收靈敏度。

另一方面,WiFi 6 采用了更高階的調制,更大的頻寬,以及 MU-MIMO 技術,這極大的增加了吞吐量。但由于信號頻寬最大可以支持 160MHz,且 MU-MIMO 可以支持 8*8 MU-MIMO(wifi5 只能支持 4*4 MU-MIMO),這給芯片的功耗和尺寸提出了苛刻的要求。Qorvo 的 WIFI 芯片,不僅僅具有較小尺寸,同時也具有較高的效率,以保證整機高可靠性工作。

基于深厚的技術積累和先進的產品,Qorvo 與 Broadcom/Qualcomm/Intel 等主流芯片廠商有良好的合作關系,前期合作開發參考設計板子,以確保整機性能完美的滿足客戶指標需求。因為不同 layout、不同板材的射頻指標性都會有差異,這就導致產品在設計初期,EVM 問題一直難以解決。

而 Qorvo 通過改善匹配,確保每一級芯片都能完美的發揮出最優性能,并針對關鍵指標,都留有一定的余量,以確保批量出貨的一致性。

基于以上優勢,Qorvo 和小米共同設計了一款表現出色的 WiFi 6 路由 AX1800,因為采用了獨立的外置 FEM,AX1800 路由器的覆蓋范圍得到了極大的提升,其中 PA 可以極大的增強信號發射功率,LNA 可以提高信號的接收靈敏度,更好的效率也解決了路由器散熱的問題并讓整體設計更輕巧美觀。

據了解,這個產品上,在針對最高調制信號,天線端發射功率可以到 19dBm,同時 EVM 可以達到 -35dBc。和友商同等價位產品相比,可以覆蓋更遠距離。再加上 Qorvo 一貫以來在 FEM 控制電流方面效率的優勢。

正式得益于這些,Qorvo 讓小米 WiFi 6 路由器 AX1800 超乎想象。

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原文標題:Qorvo 助力小米 WiFi 6路由 AX1800 驚艷亮相

文章出處:【微信號:Qorvo_Inc,微信公眾號:Qorvo半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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