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【技術分享】5G和Wi-Fi6 CPE開發(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開發(fā)與展望

 

CPE，英文全稱為Customer Premise Equipment，業(yè)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(yè)相應布局的AIOT生態(tài)鏈市場，正在加速物聯(lián)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(guī)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(fā)中所需要關注的選型和RF調試。

 

一、5G模塊選型評估


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設計前與主控適配：

 

現(xiàn)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(qū)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(jié)上需要密切關注。


02



5G和Wi-Fi信號共存問題：

 

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(fā)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(fā)為例，其中重點部分就是射頻（RF）。從硬件的角度看，TX &RX數(shù)據(jù)量化后應滿足協(xié)議標準。其射頻調試的范圍，應從基帶到天線端做整體優(yōu)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(fā)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(huán)、輸出功率小于30dBm的PA、接收鏈路的LNA等。


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重要的基礎射頻參數(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，F(xiàn)CC/MKK/ETSI/CE/SRRC等；


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射頻測試及分析過程：

 

1.Wi-Fi產品開發(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(fā)中問題點，都可依據(jù)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(xié)議無線局域網迭代更新，并且被市場大規(guī)模推廣商用，當前已經發(fā)展到Wi-Fi 6代，正在邁向Wi-Fi 7BE的規(guī)劃和部署。排除供應鏈影響，根據(jù)目前觀察到的下游態(tài)勢來看，接來下WI-FI6將繼續(xù)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(lián)新時代。據(jù)不完全統(tǒng)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(yè)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(jiān)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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