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          【技術分享】5G和Wi-Fi6 CPE開發與展望

          日期:2021-12-22 作者:潤欣科技 返回列表

          5G和Wi-Fi6 CPE開發與展望

           

          CPE,英文全稱為Customer Premise Equipment,業內稱之為“客戶終端設備”。該類產品將LTE 4/5G信號轉換成Wi-Fi信號。至今為止,5G基站部署多達96.1萬個,上中下游產業相應布局的AIOT生態鏈市場,正在加速物聯網時代的進程。如今Wi-Fi6Ax已步入技術成熟階段,Wi-Fi 7(Be)也在緊跟其后。多家相關的IC廠商都在緊跟著研究規劃Wi-Fi 7產品方案,這也使得相關通信領域步入更高臺階。

          本文將重點闡述這類產品開發中所需要關注的選型和RF調試。

           

          一、5G模塊選型評估


          01



          設計前與主控適配:

           

          現今授權模塊有移遠、芯通信、高新興、龍尚、美格、致遠等。

           

          1. 模塊選型應當與主控平臺設計進行匹配。不同模塊與主控“接口”設計部分有局部差異,應追溯模塊原廠提供源設計文件,避免后期的識別問題。

          2.其中模塊也有系列區分,設計應當與FW保持版本適配。

          3.與Wi-Fi射頻電路盡量避開,須保持可靠的間距,設計細節上需要密切關注。


          02



          5G和Wi-Fi信號共存問題:

           

          就數據和傳輸速率而言,5G有望將其提升至前所未有的水平,因此相對于以往任何蜂窩網絡標準,人們對5G的部署具有更迫切的需求;但是,人們很大程度忽視了與Wi-Fi潛在的共存問題,因為蜂窩頻譜與2.4GHz和5GHz的Wi-Fi信道具有相鄰性,比如,B40/B7/B41與2.4GHz,N79與5GHz之間就是實際例子。

           

          這種干擾,如果沒有采取合理的濾波,將導致較高的發射 (Tx) 泄漏和臨道泄漏比 (ACLR) ,進而影響速率。此外,高功率還可能會泄漏到接收 (Rx) 鏈路,從而損壞接收鏈路器件。RF鏈路對濾波器的選型要求相對比較關鍵。隨著近年來的市場產品廣泛應用,國產濾波器也有了質的突破,一些品牌已值得選型與評估。

           

          二、Wi-Fi的基礎射頻調試

          以CPE產品開發為例,其中重點部分就是射頻(RF)。從硬件的角度看,TX &RX數據量化后應滿足協議標準。其射頻調試的范圍,應從基帶到天線端做整體優化。鏈路順序為巴倫、π衰網絡、功放/低噪放、π匹配、耦合器、濾波器、π匹配、收發器、π匹配、天線端的IPX饋點。

           

          射頻技術所涵蓋范圍較廣,主要包含有源和無源兩個方面。其中有源方向又包含小信號和大信號部分;無源方面包含微帶類和腔體類兩個方面,無源方面按照功能又可分為功分器,耦合器,濾波器,雙工器和天線等。有源小信號方面主要是指振蕩器、混頻器、鎖相環、輸出功率小于30dBm的PA、接收鏈路的LNA等。


          01



          重要的基礎射頻參數:

           

          1.發射功率和EVM;

          2.最小接收靈敏度和最大接收電平;

          3.滿足吞吐率時的功率和EVM指標是否符合預期等;

          4.最大吞吐量測試;

          5.關鍵認證測試,FCC/MKK/ETSI/CE/SRRC等;


          02



          射頻測試及分析過程:

           

          1.Wi-Fi產品開發,應具備的板級性能聯調的綜合應用能力,具體調試及問題追溯可參閱調試框架圖。

          圖片 11.jpg

          圖1:WIFI RF測試框架

           

          2.整機性能驗證/競品PK,產品開發中問題點,都可依據圖1所示測試框架中的參考進行檢查。

          圖片 1.png

          圖2:WIFI性能問題Debug流程導圖

           

          三、WI-FI6前景與展望

          隨著IEEE 802.11標準協議無線局域網迭代更新,并且被市場大規模推廣商用,當前已經發展到Wi-Fi 6代,正在邁向Wi-Fi 7BE的規劃和部署。排除供應鏈影響,根據目前觀察到的下游態勢來看,接來下WI-FI6將繼續保持“井噴式”增長。中國正加速步入以5G和千兆寬帶為代表的超高速率時代。各種寬帶應用、不同的消費者需求、以及虛擬領域向實體拓展,將開啟萬物互聯新時代。據不完全統計,目前為止國內光纜鋪設長度已經超過了5169萬千米,并且Wi-Fi 6的部署成本相對5G基站低很多。在如此巨大需求刺激下,誕生了諸多類型的應用場景:如智慧教學視頻點播、無線辦公、家庭終端視頻業務,以及低延時生產、設備控制、低功耗M2M局域應用、智能家居、安全監控等”。未來 1-2 年,在運營商和制造商共同推動下,Wi-Fi 6 有望進一步加速普及,將成為一戶多設備的標準家庭網關配置。



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