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【技術(shù)分享】5G和Wi-Fi6 CPE開(kāi)發(fā)與展望

日期:2021-12-22 作者:潤欣科技創(chuàng )研社 返回列表

5G和Wi-Fi6 CPE開(kāi)發(fā)與展望

 

CPE,英文全稱(chēng)為Customer Premise Equipment,業(yè)內稱(chēng)之為“客戶(hù)終端設備”。該類(lèi)產(chǎn)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(wàn)個(gè),上中下游產(chǎn)業(yè)相應布局的AIOT生態(tài)鏈市場(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(chǎng)商都在緊跟著(zhù)研究規劃Wi-Fi 7產(chǎn)品方案,這也使得相關(guān)通信領(lǐng)域步入更高臺階。

本文將重點(diǎn)闡述這類(lèi)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中所需要關(guān)注的選型和RF調試。

 

一、5G模塊選型評估


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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(jìn)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(chǎng)提供源設計文件,避免后期的識別問(wèn)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(kāi),須保持可靠的間距,設計細節上需要密切關(guān)注。


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5G和Wi-Fi信號共存問(wèn)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(wǎng)絡(luò )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(wèn)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(shí)際例子。

 

這種干擾,如果沒(méi)有采取合理的濾波,將導致較高的發(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鏈路對濾波器的選型要求相對比較關(guān)鍵。隨著(zhù)近年來(lái)的市場(chǎng)產(chǎn)品廣泛應用,國產(chǎn)濾波器也有了質(zhì)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(chǎn)品開(kāi)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數據量化后應滿(mǎn)足協(xié)議標準。其射頻調試的范圍,應從基帶到天線(xiàn)端做整體優(yōu)化。鏈路順序為巴倫、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(xiàn)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(wú)源兩個(gè)方面。其中有源方向又包含小信號和大信號部分;無(wú)源方面包含微帶類(lèi)和腔體類(lèi)兩個(gè)方面,無(wú)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(xiàn)等。有源小信號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



重要的基礎射頻參數:

 

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(mǎn)足吞吐率時(shí)的功率和EVM指標是否符合預期等;

4.最大吞吐量測試;

5.關(guān)鍵認證測試,FCC/MKK/ETSI/CE/SRRC等;


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射頻測試及分析過(guò)程:

 

1.Wi-Fi產(chǎn)品開(kāi)發(fā),應具備的板級性能聯(lián)調的綜合應用能力,具體調試及問(wèn)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(chǎn)品開(kāi)發(fā)中問(wèn)題點(diǎn),都可依據圖1所示測試框架中的參考進(jìn)行檢查。

圖片 1.png

圖2:WIFI性能問(wèn)題Debug流程導圖

 

三、WI-FI6前景與展望

隨著(zhù)IEEE 802.11標準協(xié)議無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)迭代更新,并且被市場(chǎng)大規模推廣商用,當前已經(jīng)發(fā)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(guān)察到的下游態(tài)勢來(lái)看,接來(lái)下WI-FI6將繼續保持“井噴式”增長(cháng)。中國正加速步入以5G和千兆寬帶為代表的超高速率時(shí)代。各種寬帶應用、不同的消費者需求、以及虛擬領(lǐng)域向實(shí)體拓展,將開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)新時(shí)代。據不完全統計,目前為止國內光纜鋪設長(cháng)度已經(jīng)超過(guò)了5169萬(wàn)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(lèi)型的應用場(chǎng)景:如智慧教學(xué)視頻點(diǎn)播、無(wú)線(xiàn)辦公、家庭終端視頻業(yè)務(wù),以及低延時(shí)生產(chǎn)、設備控制、低功耗M2M局域應用、智能家居、安全監控等”。未來(lái) 1-2 年,在運營(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(hù)多設備的標準家庭網(wǎng)關(guān)配置。



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