5G和Wi-Fi6 CPE開發(fā)與展望
CPE，英文全稱為Customer Premise Equipment，業(yè)內(nèi)稱之為“客戶終端設(shè)備”。該類產(chǎn)品將LTE 4/5G信號(hào)轉(zhuǎn)換成Wi-Fi信號(hào)。至今為止，5G基站部署多達(dá)96.1萬個(gè)，上中下游產(chǎn)業(yè)相應(yīng)布局的AIOT生態(tài)鏈?zhǔn)袌?chǎng)，正在加速物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的進(jìn)程。如今Wi-Fi6Ax已步入技術(shù)成熟階段，Wi-Fi 7（Be）也在緊跟其后。多家相關(guān)的IC廠商都在緊跟著研究規(guī)劃Wi-Fi 7產(chǎn)品方案，這也使得相關(guān)通信領(lǐng)域步入更高臺(tái)階。
本文將重點(diǎn)闡述這類產(chǎn)品開發(fā)中所需要關(guān)注的選型和RF調(diào)試。
一、5G模塊選型評(píng)估
01
設(shè)計(jì)前與主控適配：
現(xiàn)今授權(quán)模塊有移遠(yuǎn)、芯通信、高新興、龍尚、美格、致遠(yuǎn)等。
1. 模塊選型應(yīng)當(dāng)與主控平臺(tái)設(shè)計(jì)進(jìn)行匹配。不同模塊與主控“接口”設(shè)計(jì)部分有局部差異，應(yīng)追溯模塊原廠提供源設(shè)計(jì)文件，避免后期的識(shí)別問題。
2.其中模塊也有系列區(qū)分，設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)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(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上需要密切關(guān)注。
02
5G和Wi-Fi信號(hào)共存問題：
就數(shù)據(jù)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(duì)于以往任何蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，人們對(duì)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?yàn)榉涓C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(shí)際例子。
這種干擾，如果沒有采取合理的濾波，將導(dǎo)致較高的發(fā)射 (Tx) 泄漏和臨道泄漏比 (ACLR) ，進(jìn)而影響速率。此外，高功率還可能會(huì)泄漏到接收 (Rx) 鏈路，從而損壞接收鏈路器件。RF鏈路對(duì)濾波器的選型要求相對(duì)比較關(guān)鍵。隨著近年來的市場(chǎng)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)濾波器也有了質(zhì)的突破，一些品牌已值得選型與評(píng)估。
二、Wi-Fi的基礎(chǔ)射頻調(diào)試
以CPE產(chǎn)品開發(fā)為例，其中重點(diǎn)部分就是射頻（RF）。從硬件的角度看，TX &RX數(shù)據(jù)量化后應(yīng)滿足協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。其射頻調(diào)試的范圍，應(yīng)從基帶到天線端做整體優(yōu)化。鏈路順序?yàn)榘蛡?、π衰網(wǎng)絡(luò)、功放/低噪放、π匹配、耦合器、濾波器、π匹配、收發(fā)器、π匹配、天線端的IPX饋點(diǎn)。
射頻技術(shù)所涵蓋范圍較廣，主要包含有源和無源兩個(gè)方面。其中有源方向又包含小信號(hào)和大信號(hào)部分；無源方面包含微帶類和腔體類兩個(gè)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(hào)方面主要是指振蕩器、混頻器、鎖相環(huán)、輸出功率小于30dBm的PA、接收鏈路的LNA等。
01
重要的基礎(chǔ)射頻參數(shù)：
1.發(fā)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(shí)的功率和EVM指標(biāo)是否符合預(yù)期等；
4.最大吞吐量測(cè)試；
5.關(guān)鍵認(rèn)證測(cè)試，F(xiàn)CC/MKK/ETSI/CE/SRRC等；
02
射頻測(cè)試及分析過程：
1.Wi-Fi產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)具備的板級(jí)性能聯(lián)調(diào)的綜合應(yīng)用能力，具體調(diào)試及問題追溯可參閱調(diào)試框架圖。
圖1：WIFI RF測(cè)試框架
2.整機(jī)性能驗(yàn)證/競(jìng)品PK，產(chǎn)品開發(fā)中問題點(diǎn)，都可依據(jù)圖1所示測(cè)試框架中的參考進(jìn)行檢查。
圖2：WIFI性能問題Debug流程導(dǎo)圖
三、WI-FI6前景與展望
隨著IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議無線局域網(wǎng)迭代更新，并且被市場(chǎng)大規(guī)模推廣商用，當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展到Wi-Fi 6代，正在邁向Wi-Fi 7BE的規(guī)劃和部署。排除供應(yīng)鏈影響，根據(jù)目前觀察到的下游態(tài)勢(shì)來看，接來下WI-FI6將繼續(xù)保持“井噴式”增長(zhǎng)。中國(guó)正加速步入以5G和千兆寬帶為代表的超高速率時(shí)代。各種寬帶應(yīng)用、不同的消費(fèi)者需求、以及虛擬領(lǐng)域向?qū)嶓w拓展，將開啟萬物互聯(lián)新時(shí)代。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前為止國(guó)內(nèi)光纜鋪設(shè)長(zhǎng)度已經(jīng)超過了5169萬千米，并且Wi-Fi 6的部署成本相對(duì)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(yīng)用場(chǎng)景：如智慧教學(xué)視頻點(diǎn)播、無線辦公、家庭終端視頻業(yè)務(wù)，以及低延時(shí)生產(chǎn)、設(shè)備控制、低功耗M2M局域應(yīng)用、智能家居、安全監(jiān)控等”。未來 1-2 年，在運(yùn)營(yíng)商和制造商共同推動(dòng)下，Wi-Fi 6 有望進(jìn)一步加速普及，將成為一戶多設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)家庭網(wǎng)關(guān)配置。
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