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5G和Wi-Fi 6 CPE开发与展望

2022-1-17 13:55| 查看: 505| 评论: 0|来自: EE Times China

本文将重点阐述CPE这类产品开发中所需要关注的选型和射频调试
CPE英文全称为Customer Premise Equipment,业内称之为「客户终端设备」,该类产品将LTE 4G/5G讯号转换成Wi-Fi讯号。至今为止,5G基地台部署多达96.1万个,上中下游产业相应布局的AIoT生态链市场,正在加速物联网时代的进程。如今Wi-Fi 6 AX已步入技术成熟阶段,Wi-Fi 7 (Be)也在紧跟其后。多家相关的IC厂商都在紧跟着研究规划Wi-Fi 7产品方案,这也使得相关通讯领域步入更高台阶,本文将重点阐述这类产品开发中所需要关注的选型和射频(RF)调试。

5G模块选型评估
设计前与主控适配
现今授权模块有移远、芯通讯、高新兴、龙尚、美格、致远等。模块选型应当与主控平台设计进行匹配,不同模块与「主控接口」设计部分有局部差异,应追溯模块原厂提供源设计档,避免后期的识别问题。其中模块也有系列区分,设计应当与FW保持版本适配,且与Wi-Fi射频电路尽量避开,须保持可靠的间距,设计细节上需要密切关注。
2.5G和Wi-Fi讯号共存问题
就数据和传输速率而言,5G可望将其提升至前所未有的水平,因此相对于以往任何蜂巢网络标准,人们对5G的部署具有更迫切的需求;但是,人们很大程度忽视了与Wi-Fi潜在的共存问题,因为蜂巢频谱与2.4GHz和5GHz的Wi-Fi通道具有相邻性,比如,B40/B7/B41与2.4GHz,N79与5GHz之间就是实际例子。
这种干扰如果没有采取合理的滤波,将导致较高的发射(Tx)泄漏和临道泄漏比(ACLR) ,进而影响速率。此外,高功率还可能会泄漏到接收(Rx)链路,从而损坏接收链路组件;射频链路对滤波器的选型要求相对比较关键。

Wi-Fi的基础射频调试

以CPE产品开发为例,其中重点部分就是射频。从硬件的角度看,发射和接收数据量化后应满足协议标准。其射频调试的范围,应从基频到天线端进行整体优化,链路顺序为巴伦、π衰网络、功放/低噪放、π匹配、耦合器、滤波器、π匹配、收发器、π匹配、天线端的IPX馈点。
射频技术所涵盖范围较广,主要包含主动和被动两个方面。其中主动方向又包含小讯号和大讯号部分;被动方面包含微带类和腔体类两个方面,被动方面依照功能又可分为功分器、耦合器、滤波器、双工器和天线等。主动小讯号方面主要是指振荡器、混频器、锁相回路、输出功率小于30dBm的PA、接收链路的LNA等。
重要的基础射频参数
1.发射功率和EVM;
2.最小接收灵敏度和最大接收电平;
3.满足吞吐率时的功率和EVM指标是否符合预期等;
4.最大吞吐量测试;
5.关键认证测试,FCC/MKK/ETSI/CE/SRRC等。
射频测试及分析过程
1.Wi-Fi产品开发,应具备的板级性能联调的综合应用能力,具体调试及问题追溯可参阅调试框架图。
 
图1:Wi-Fi射频测试框架。
 
2.整机性能验证/竞品PK,产品开发中问题点,都可依据图1所示测试框架中的参考进行检查。
 
图2:Wi-Fi性能问题除错流程导图。
 
Wi-Fi 6前景与展望
随着IEEE 802.11标准协议无线局域网演进更新,并且被市场大规模推广商用,当前已经发展到Wi-Fi 6,正在迈向Wi-Fi 7BE的规划和部署。排除供应链影响,根据目前观察到的下游态势来看,接来下Wi-Fi 6将继续保持爆发式成长。据不完全统计, Wi-Fi 6的部署成本相对5G基地台低很多,在如此巨大需求刺激下,诞生了诸多类型的应用场景:如智能教学视讯点播、无线办公、家庭终端视讯业务,以及低延迟生产、设备控制、低功耗M2M局域应用、智能家居、安全监控等。未来 1~2 年,在营运商和制造商共同推动下,Wi-Fi 6 可望进一步加速普及,将成为一户多设备的标准家庭网关配置。


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