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开发Wi-Fi 6/6E移动设备的新优势
(2024年6月29日更新)


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如果你对的话,2021年的数据已经公布了Wi-Fi如果您对现代生活中的重要作用有任何疑问,请考虑统计数据:地球上至少有两个人Wi-Fi设备。目前全球人口接近79亿,但是Wi-Fi联盟报告称,去年使用的联盟报告称Wi-Fi有164亿台设备。

新一代Wi-Fi快速增长

Wi-Fi联盟还报告了2021年设备出货量,最新一代Wi-Fi出货速度迅速提高,令人印象深刻。2021年,Wi-Fi设备总出货量为42亿部,其中Wi-Fi 6.22亿部(占52%),Wi-Fi 6E3.38亿部(占8%)。

换句话说,2019年发布仅两年,Wi-Fi 6已成为公认标准,占新标准Wi-Fi一半以上的设备,而Wi-Fi 6E使用的6 GHz频段推出仅几个月后,Wi-Fi 6E设备开始大量运输。

Wi-Fi全球价值迅速增长

Wi-Fi 6/6E是变革技术

很容易理解为什么Wi-Fi 6正在蓬勃发展。更快的高速网络速度和更好的密集和拥挤的网络管理与新频谱相结合。这意味着视频流和游戏等熟悉的体验将得到改善,需要高带宽和低延迟的新一代令人印象深刻的应用现在触手可及。

5G部署移动通信是Wi-Fi 另一个因素是增长。Wi-Fi 6和5G它们使用许多相同的技术,包括互补技术OFDMA和MU-MIMO传输。当5G当移动设备进入信号较弱的房间时,可以切换到Wi-Fi 6.信号不会中断。对自动驾驶汽车、医疗监控、智能制造等要求严格的5G该功能对于应用至关重要,必须保证室内外连接不间断,实现无缝操作。Wi-Fi据联盟报道,2021年63%的移动流量被转移到Wi-Fi,这表明近三分之二的移动通信会话使用Wi-Fi保持移动设备连接的热点。随着5G如果继续推广,这个数字只会上升。

Wi-Fi 6/6E对设计师来说更具挑战性

从设计的角度来看,功能的增加取决于复杂性的增加Wi-Fi 5升级到Wi-Fi 对任何工程师来说都是一个艰难的过渡。例如,MU-MIMO功能在Wi-Fi 从单向运行到双向运行,设计师必须处理上下链路功能。同样,Wi-Fi 5采用单用户正交频分(OFDM)时,Wi-Fi 66升级到多用户格式(OFDMA),这可能更难有效管理。

但对于移动系统的设计师来说,最大的挑战可能是升级到高级正交幅度调制(QAM)和带宽。从Wi-Fi 5的256 QAM转换为Wi-Fi 6的1024 QAM,吞吐量较高,容量可增加25%,每个符号有10位而不是8位。此外,最大信道带宽为80 MHz增加到160 MHz,频段扩展到7.125 GHz,对系统的射频部分提出了更高的性能要求。可能需要更高的技术专长才能获得适当的性能水平。

Wi-Fi 6无线高速互联网连接

即使条件好,射频优化也很难出名,但Wi-Fi 6的严格要求使这种优化更具挑战性。它们的容忍度较小,所以即使是小的调整也会显著改变整个系列Wi-Fi信号、性能和能效。

为了避免复杂的射频优化问题,设计团队使用前端模块(FEM)预集成射频产品节省时间和精力。前端模块是专门为完善射频链而设计的解决方案。前端模块位于天线和无线系统的连接器上(SoC)它是一种特殊的解决方案,可以改善射频链,提高整体性能。在高端移动Wi-Fi 6/6E在系统中,它是设计组成部分。

前端模块的优点

在实现更好设计的同时,前端模块可以节省时间。所有产品都提供了高度集成的小解决方案,因此设计速度更快。单个前端模块部件的灵活性意味着射频链的每一段都可以得到充分优化。集成射频放大器可以在不显著影响噪声性能的情况下增强微弱的输入信号,因此射频链更敏感,可以更好地选择多个输入信号。在传输(TX)端,恩智浦FEMS以高效的方式提高正在传输的信号的功率电平,从而显著提高上行链路的性能,扩大传输范围。

一群学生在便携式设备上体验Wi-Fi 6/6E

恩智浦率先从双前端模块迁移到单前端模块

Wi-Fi 6/6E第一批前端模块,包括恩智浦提供的前端模块,都是双前端模块。每个前端模块配备两个单片前端模块IC。例如,我们在2020年年中推出WLAN8101x两个前端将是系列IC放入规格为3 x 4 mm的QFN封装中。

然而,射频设计不会长期停滞不前,我们的工程师一直在努力超越自己。WLAN8101x仅仅八个月后,我们就取得了新的突破,率先推出了单通道Wi-Fi 6E前端模块。WLAN7205C专为智能手机设计,是业内首批单通道Wi-Fi 6解决方案,采用2 x 2 mm QFN包装提供单片集成功率放大器(PA)、开关和低噪声放大器(LNA)。

双重包装需要更大的包装IC WLAN8101x相比,单IC WLAN7205C它可以放置在离天线更近的地方。这减少了前端模块后的布线损耗,提高了性能。PA低损耗后可提供优异的发射效率,LNA以前的低损耗可以最大限度地提高接收灵敏度。更靠近天线的位置还可以提高射程,延长电池寿命,实现更快的数据传输。

另一个恩智浦率先完成的结果

现在,恩智浦已经推出WLAN7207C(5-7 GHz)和WLAN7207H(2.4 GHz和蓝牙),将单个前端模块提升到新的水平。这些完全集成的前端模块优化了新的智能手机,提供了高线性,支持低功耗模式。它们不需要外部匹配的部件,设计更紧凑,更经济,更容易完成。它们为每个频段提供三种类型Tx工作模式可以更好地微调效果,还可以提供两种Rx工作模式,可在LNA增益步进在模式和旁路模式之间实现。更重要的是,它们采用了小包装。WTransphorm代理LAN7207C采用2 x 2 mm HWFLGA16封装,而WLAN7207H采用HFCPLGA18包装尺寸只有2.4 x 2.0 mm。

还有恩智浦Wi-Fi前端模块相同,WLAN7207x该系列先的系列Qubic SiGe:C BiCMOS技术生产,工作效率很高,有助于保证Wi-Fi噪声、失真和杂散信号的信号衰减最小。

恩智浦用于移动应用WLAN7207C和WLAN7207H产品增强Wi-Fi 6/6E性能

智能手机体验更好

集成了WLAN7207x智能手机系列将得到改进Wi-Fi性能对电池寿命影响不大。信号保持线性,易于管理,可以提高数据速率,延长覆盖范围。这将转化为更连续的体验,因为视频通话需要更可靠的连接。同时,射频链的高效率意味着性能的提高对电池寿命影响不大。

Wi-Fi 7展望

WLAN7207x该系列反映了高性能射频设计的最新能力,但也让开发人员为未来的发展做好了准备。IEEE已经在研究Wi-Fi 7(802.11be),Wi-Fi联盟预测Wi-Fi 7最早将于2023年开始使用。Wi-Fi 7有望在Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E在成功的基础上,以更先进的方式进一步发展(2.4/5/6 GHz)使用三个频段。因此,支持Wi-Fi 6/6E的WLAN7207系列过渡很快Wi-Fi 7设计的天然桥梁。

采取下一步行动

如需了解恩智浦Wi-Fi 6/6E特别是解决方案WLAN7207x,请访问WLAN前端IC模块专用页面。

作者:

Rick van Kemenade

恩智浦半导体营销经理

Rick作为恩智浦智能天线解决方案产品系列的营销经理,负责恩智浦高度集成的5G和Wi-Fi 6射频前端IC基础设施和移动市场的产品组合。

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