電子發燒友網報道(文/李寧遠)無線通信是現在的研究熱點,在無線接入技術領域,雙頻并發(DBDC)技術一直是一項關鍵的技術。該技術允許路由器設備在2.4GHz和5GHz頻段上同時進行并發通信,從而提供更高的吞吐量和更穩定的連接性能。雙頻并發,Dual Band Dual Concurrent,是真正能夠實現同步雙頻的無線接入技術。
從單頻到雙頻率
Wi-Fi設備被允許工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段上,當我們同時使用2.4GHz和5GHz雙頻段,就相當于通信的帶寬增大了,網絡傳輸速率也得到了增強。雙頻的好處在于如果某一頻段網絡狀態存在延遲或信號差,通過另外一頻段設備依舊可以獲得穩定良好的Wi-Fi信號。
根據Wi-Fi兩個頻段的工作模式的不同,目前有單頻單發SBSC、雙頻單發DBSC以及雙頻雙發DBDC。單頻單發即最常見的設備只能單獨工作在2.4GHz頻段或者5GHz頻段,只配有一個完整的基帶處理模塊和一個完整的RF前端。
雙頻單發是包含了兩個完整的基帶處理模塊的,但仍然只有一個RF前端,只能選擇一個頻段進行工作。雖然是雙頻但是不能并發,自然也不能提供更高的吞吐量并提供更穩定的連接性能。
雙頻并發DBDC是完整包含了兩套完整的基帶處理模塊和RF前端,能夠同時支持設備工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段。一般來說,目前的終端側是DBSC,而路由器側已經很多可以支持DBDC了。
現在也有雙頻自適應并發的工作模式,支持鏈路聚合等多種連接方式,可以為終端用戶帶來更加便利的無線使用體驗。
Wi-Fi芯片DBDC的難點
引入DBDC技術是有難度的,尤其是在現在的WiFi 6芯片中,可以看到采用DBDC技術的只有國外少數芯片大廠。這個挑戰,尤其體現在隔離、高集成度PA和LNA以及PA低功耗三個設計上。
DBDC技術因為是在2.4GHz和5GHz頻段同時工作,因此不可避免地會存在互相干擾。不論是采用兩塊IC還是在同一IC內部實現DBDC,都會存在雙頻之間的互相干擾。這需要在整個IC在設計上就開始改進物理分區和電氣分區。物理分區上干擾源獨立布置且加屏蔽罩,實現電路與干擾源的隔離,避免產生干擾。電氣分區上盡可能避免傳輸降壓問題,RF輸入輸出端也要避免設計得太過緊密。為了使雙頻段能同時高速工作,微波射頻電路抗干擾設計需要格外注意。
其次高度集成的PA和LNA主要是為了契合現在芯片集成化、小型化的趨勢。盡可能減少電路板面積和成本,當然高集成度的發展也的確給射頻電路設計帶來了不少困難。
眾所周知,在無線射頻芯片中PA在其中的功耗占比是非常大的。而通信類芯片在各類終端中的應用都需要提供盡可能長的續航時間,如何在不影響PA性能的情況下盡可能把功耗做低,是順利引入DBDC技術其中關鍵的一環。
除了現在很多PA采用的低功耗CMOS 技術,其他技術如GaN PA也開始已快速發展并開始應用,都是為了PA能具備更優的能效。在將能效作為電池續航時間和散熱的關鍵指標的更高功率水平的應用中,解決功耗是當務之急。
小結
無線技術的發展日新月異,現在的無線芯片在DBDC的基礎上又開始向多頻并發連接演進,隨著硬件設計配合技術逐漸更新迭代,未來無線領域的傳輸速度還會更高,同時可靠性也會進一步提高。
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