由于户外Wi-Fi的响应时间需求以及更严格的系统要求,802.11ax给RF工程师带来了许多挑战。 阅读我们的下一代Wi-Fi设计技巧轻松帮您解决设计难题。

"> 符合 802.11ax Wi-Fi标准的设计:常见挑战及解决方法 - 库沃 - 金宝搏亚洲登录,新金宝下载app,金博宝官方网址是什么

    2017年 12月 19日

    在前一篇博客文章中,我们介绍了读者应该了解的关于802.11ax的五个关键问题802.11ax是下一个无线局域网标准。我们来了解下射频工程师根据802.11ax进行设计时将面临的一些挑战及解决方法。

    下面是一些背景信息:802.11ax的五种OFDMA-PPDU格式

    但首先,我们来看一下802.11ax的基本信号结构,也就是无线局域网客户端和设备用于通信的物理层协议数据单元。

    802.11ax采用五种OFDMA-PPDU格式:

    • 单一用户(何素))用于传输单个用户的数据。
    • 多用户(何穆)用于将不响应触发帧的数据传输至一个或多个用户。
    • 室外(何克苏)用于单个用户的室外传输。这种是802.11ax标准中的新格式。
    • 触发器响应(他-特里格)用于传输响应触发帧的数据。用于实现上行多输入多输出或上行OFDMA传输与接入点之间的协调。
    • 下行信道声探(HE-NDP)用于波束成形和下行信道声探


    参见本博客文章结束部分的< <图片,了解每种PPDU格式的帧数据包和字段详情。

    术语表:

    • 电动汽车:误差矢量幅值
    • 他:高效率
    • 他说:高效WLAN(或高效无线)
    • MU-MIMO:多用户多输入/多输出
    • NDP:空数据包
    • OFDMA:正交频分多址
    • PLCP:物理层收敛程序
    • PPDU:协议数据单元
    • QAM:正交幅度调制
    • 行波管:目标等待时间

    等待或睡眠时间:射频前端面临的挑战是什么?

    802.11ax增加的一个内容就是目标等待时间(行波管)(亦称为睡眠时间),允许设备在传输数据之前长时间处于睡眠状态。这种资源调度可延长电池续航时间,并提供更优的用户体验。

    802.11ax中的目标等待时间(TWT)

    然而,开机模式下的延迟可能会是一大挑战。行波管还会带来下述问题:

    • OFDMA中的频率和时钟偏置具有高敏感性。长期演进技术基站技术不同的是802.11ax并没有同步时钟信号。因此,设备将依靠接入点确保网络上所有设备的同步。此外,11ax采用11ac更长的正交频分复用符号,这意味着可获得更多数据。简而言之,接入点将不得不比过去更高负荷工作,且必须更精确。
    • 维持更长时间的平坦度。一些芯片组合作伙伴提供的规范表明,802.11ax中的功率放大器(PA)初始开机时间并未改变,仍是200-400纳秒。然而,增益平坦度却得到了扩展,从而保证前端模块(有限元法)在数据包传输期间不会出现增益扩增或增益下降。

    室内与室外无线局域网:两者之间的相似之处和不同之处是什么?

    为了使802.11ax能够用于所有环境中,需要使用室内无线局域网和室外基站或小基站

    室内和室外环境下的前端开发非常相似。在共存战略(带外抑制、谐波滤波器和频率范围)方面也很相似。

    室内和室外环境的主要不同之处包括:

    • 室外环境采用新的数据包结构。如我们在前面提到的那样,802.11ax针对室外无线局域网,即何克苏PPDU格式(如本博客文章结束部分的<PPDU所示),增加了一个全新的数据包格式。室外PPDU格式的扩展范围使无线局域网信号能够传播更远的距离,这是室外无线局域网环境的典型特性。
    • 功率水平及由此产生的散热问题。尽管一些用户端设备(CPE)应用与移动应用的功率目标相似,但也存在高功率类设备,这意味着热管理更加重要。


    了解更多设计技巧:如何防止运转过热:克服无线局域网前端设计中的热量难题

    符合802.11ax中更高系统要求的设计

    802.11ax采用的调制方案1024QAM,将无线速度提高了4.倍。但这也意味着,系统变得对内部和外部损坏更敏感。

    下面是工程师应清楚的一些设计挑战:

    • 更严格的线性度规范。802.11ax中,1024QAM中更严格的星座点密度要求将线性度要求提高至大约47分贝电动汽车。(然而,我们正努力根据IEEE文件11-17-1350的规定降低系统电动汽车要求。)另外,不要忘记对衡量FEM/iFEM电动汽车测试系统进行评估。
    • LNA必须具备更低的噪声系数(NF)早期的参考设计要求将低噪声放大器(LNA)的噪声系数(NF)目标设置为2.5-3.0分贝。而在802.11ax中,系统灵敏度目标将LNA法国试验标准新目标设置为1.5-1.8分贝
    • 增益扩增/下降。十年前,增益失衡目标为1分贝,而如今已降至0.3-0.5分贝。如下图所示,增益和相位失衡逐渐被推至左下角,以实现-47分贝电动汽车目标。
    • T系统的总容限。从设计角度来看,目标规范为-47分贝电动汽车,但是实际的系统规范为35分贝电动汽车。通常,芯片组合作伙伴将力求实现系统容限。

    802.11ax FEM/iFEM与系统要求

    为解决所有这些设计问题,工程师和市场营销人员可进行下述考虑:

    • 提高功耗以实现电动汽车目标。如果提高国际商会,系统通常将实现更优的电动汽车,但是也会降低功率附加效率(PAE)。为了适当地权衡PAE和线性度,我们需要优化下述重点领域:
      • 负载线路
      • 级间匹配
      • 偏置电路设计
      • 数字预失真(DPD)
      • 包络跟踪(ET)
    • 设计依据:设备是需要成为高端市场的一流产品,还是服务大众市场。答案完全取决于市场,因为具体要求会随客户和应用的不同而变化。早期采用者和旗舰顶级产品可能需要努力实现最优性能(47分贝EVM)。相反,如果产品针对大众市场或低成本市场,则可能在802.11ax于高端市场首次推出后一两年都无需支持这项标准。

    最后一个问题:根据仍不稳定的标准进行设计

    首先,请记住802.11ax规范仍有待确定,我们应与应用团队共同按照现有标准最大限度地完善产品设计。随着这个无线局域网标准逐渐成形,库沃致力于帮助客户满足标准要求,并提供专业设计协助。有关技术指导和应用支持,请访问我们的技术支持网页。

    Y您还可以阅读我们的一些硬件合作伙伴提供的资源,以了解这项新兴技术的详情。

    有关802.11ax的技术资源

    • 802.11ax高效率无线局域网技术简介,来自国家文书
    • IEEE 802.11ax技术引进白皮书,来自罗德与施瓦兹
    • 802.11ax标准探讨:802.11Ax是什么及如何克服它带来的设计和测试挑战,来自击键技术
    • 功率放大器电动汽车测试缺陷(PDF),来自莱特波特


    OFDMA PPDU格式–用于802.11ax(高效无线)的5种格式

    关于作者

    杰夫琼斯
    应用工程部门高级经理

    自 2000年以来,杰夫·琼斯一直在 库沃公司工作,曾经担任测试工程、产品工程、设计工程、应用工程领域的多个不同角色。他目前负责管理移动 无线局域网应用团队。