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利用自適應MIMO解決Wi-Fi 6網關6GHz市場問題

星星科技指導員 ? 來源:安森美半導體 ? 作者:ON Semiconductor ? 2022-05-09 14:40 ? 次閱讀
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2018年,美國聯邦通信委員會(FCC)發布了一份規章擬制通知(NPRM),提議開放在5.925GHz至7.125GHz之間達1.2GHz的頻譜,供免授權使用。新開放的頻譜有望提供目前2.4GHz和5GHz支持頻譜的兩倍以上。附加通道不僅支持高速如10Gbps,還支持密集環境中如多住戶單元(MDU)的更多用戶。很明顯,6GHz有可能開啟Wi-Fi計算的新時代。FCC的NPRM表明,到2020年底,大多數賬戶都會最終合法化。其他國家,如歐盟和亞洲的國家,最有可能在2022年也將采用自己的6GHz。

毫無疑問,啟動6GHz是顯著的進步,但將它用于我們所擁有和喜愛的日常設備所采用的機制有點復雜。我們可以借鑒采用Wi-Fi 5(802.11ac)技術的先進經驗。官方802.11ac規范由IEEE于2013年12月發布。截至2016年底,蘋果的所有iPhone產品和大部分三星智能手機都完全采用802.11ac。 2016年,新手機出貨量超過14億部,其中大部分(超過10億部)都采用802.11ac(圖1)。如果我們將此經驗應用于Wi-Fi 6(802.11ax)6GHz客戶端設備,那么從IEEE發布802.11ax規范(2020年6月)到有超過10億部新的Wi-Fi 6客戶端設備可能需要約3年時間,即在2023年中。但是,因為2020年底增加6GHz監管批準,這個時間表很可能會略微延長到2023年底,即2020年底FCC完全合法化6GHz運營的三年后。(圖2)。

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圖1. 客戶端設備采用Wi-Fi 5 (802.11ac)

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圖2. 采用Wi-Fi 6和6GHz的總時間表

隨著6GHz的啟動,假設下一代Wi-Fi 6基礎設施設備如2020年發布的家庭網關和接入點都將采用固定架構設計,一個固定的4x4無線電專用于 3個頻段中的每一個:2.4GHz,5GHz和6GHz(圖3),這可能看似簡單易行。如前所述,由于在2023年底之前只有少量的6GHz Wi-Fi 6客戶端,因此用于任何專用6GHz電路的網關方案基本在很長一段時間內將不會使用。這意味著與這些新的6GHz組件相關的成本和空間將基本上浪費在網關內部。但是,服務提供商必須生成和部署前瞻性網關,因為它們的替換周期往往比客戶端設備更長。這兩種競爭動態對正考慮在其路線圖中加入支持6GHz Wi-Fi 6的服務提供商是個有趣的挑戰。

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圖3. 固定的三頻4x4設計

可采用稱為自適應MIMO(多輸入多輸出)的技術找到潛在的方案。自適應MIMO首先由Quantenna(現已成為安森美半導體的一部分) 于2018年6月推出,用于動態的基礎設施設備,根據終端用戶的家庭環境,如客戶端設備的數量、鄰居的干擾量和其他因素等,在一個8x8無線電和兩個4x4無線電之間改變其5GHz MIMO配置。這項技術甚至可實現更強大的方案,因為它可以解決Wi-Fi 6網關6GHz市場采用的復雜問題。自適應6GHz MIMO意味著一個硬件設計可以在一個8x8 5GHz加一個4x4 2.4GHz無線電之間進行自適應(配置1),和三個4x4無線電,每個無線電運行在6GHz,5GHz和2.4GHz(配置2)。首次部署此設計時,設備基礎設施將反映配置1。到2023年底,隨著市場采用Wi-Fi 6 6GHz,基礎設施設備將按配置2運行。此配置可使用智能分析進行控制,這決定了網絡中6GHz Wi-Fi 6客戶端的普及率。值得注意的是,自適應MIMO設計采用了新的、獨特的、無損耗的5至7GHz前端模塊(FEM)。

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圖4. 自適應8x8設計

6GHz的推出將為Wi-Fi 6設備帶來新的性能和可用性。雖然它對即將推出的Wi-Fi 6網絡提供顯著的改進,但它也能夠顯著改變無線環境。下一代Wi-Fi標準IEEE 802.11be將在基礎設施設備上使用高達16x16 MIMO配置,以在6GHz頻段建立320MHz信道。這些發展的結合可以將速度提高到40Gbps以上,提供前所未見的范圍的性能,并開創了先進的Wi-Fi應用的新時代。但是,要實現這,基礎設施設備必須采用智能且經濟高效的架構,例如自適應MIMO。

審核編輯:郭婷

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