半導體技術的迅猛發展,無疑為物聯網(IoT)領域的蓬勃發展注入了源源不斷的活力。如今,從消費級應用到工業自動化,IoT設備已經悄然融入我們的日常生活,深刻改變著我們的生活方式和工作模式。在這一歷史性的進程中,Qorvo憑借其創新的產品和技術,不僅顯著提升了IoT設備的性能和質量,更為整個行業的蓬勃發展提供了堅實有力的支撐。
為了進一步展示其在IoT領域的最新成果和市場洞察,Qorvo于2024年10月14日至15日出席了在深圳國際會展中心隆重舉行的第十一屆IoT大會。在此次盛會上,Qorvo深入分享其技術進展和市場動向,并發表了對IoT領域的發展洞見。
UWB將引領IoT定位技術革新
IoT的核心在于數據交互與位置感知兩大功能。其中,位置感知是AI時代對于IoT設備的新訴求。Qorvo高級產品經理Percy Yu(俞詩鯤)表示,在位置感知功能上,傳統的基于接收信號強度指示(RSSI)的感知方法存在精度有限的問題,而時間飛行(ToF)技術則通過測量信號傳播時間來提高定位精度,尤其UWB憑借其高帶寬優勢,在距離測算方面表現優異。
UWB技術通過發射與接收電磁波的時間差來計算距離,其精度與信號帶寬成反比,因此高帶寬的UWB信號能實現厘米級的測距精度。在不同應用場景中,UWB可采用點對點測量、多跳網絡、二維基站網絡以及基于PDOA(Path Difference of Arrival)的多種定位方式,具有廣泛的適應性。
當前,UWB技術已廣泛應用于超過40個垂直行業。在智能家居、無人機導航、安全監控及汽車無鑰匙進入系統等場景中展現顯著的應用潛力。隨著多個主流手機品牌開始支持UWB,該技術在消費電子領域的應用前景備受看好。同時,工業應用是UWB的一個傳統強勢領域,在樓宇、醫院、安全場所、工廠自動化、煤礦等場所中都有非常多的成功應用案例。
在另一方面,新時代的IoT對于數據交互也提出了更進一步的要求。基于網絡的復雜性和設備本身需求的差異性,不同的IoT設備會選用不同的技術來完成數據交互。另外基于歷史原因,一些老的技術還在現有的IoT設備中使用,所以在技術發展過程中,上下兼容問題變得重要,需考慮多種協議同時存在的情況。作為IoT網絡中的骨干節點,能夠支持不同協議,并且能夠完成并發的數據交互變成一個非常關鍵的技術痛點。
Percy以智能家居場景為例來介紹UWB和多協議芯片配合使用所帶來的獨特優勢。在該場景中,Wi-Fi作為骨干網絡,結合藍牙、Thread等短距離連接技術,可以形成高效的數據交換平臺。在此基礎上加入UWB基站,能夠實現精確到厘米級別的室內定位,自動識別并更新新加入設備的位置信息,進而根據用戶位置自動調整環境設置,如照明或音樂播放等,在提升用戶體驗的同時也促進了與AI技術的融合。
在工業場景中,上述組合同樣表現突出,尤其是與位置控制相關的生產線優化、員工工作監控、資產管理和人員、機器人定位等方面。在250m2的工廠中,要實現厘米級的定位,僅需4個基站。而且,結合其他無線技術,如Wi-Fi和短距離連接技術(如藍牙、802.15.4),UWB可以增強整個工業互聯網絡的功能性。
Qorvo是最早進入UWB行業的公司之一,已推出兩代商用量產產品——DW1000系列和DW3000系列,并配套提供多種射頻器件,如LNA和放大器。公司正在研發的第三代UWB產品也將很快面世,會持續引領UWB技術的發展。
此外,Qorvo還針對客戶需求提供了模組參考方案和開發平臺,包括第三方模組,并有一個由子公司提供的TDOA demo工具供客戶使用。同時,Qorvo還積極參與制定如m-Lox等行業標準,助力產業生態的進步。
Percy還重點介紹了Qorvo最新推出的多協議無線芯片QPG6200L。該芯片支持Matter、Zigbee和低功耗藍牙協議,顯著提升設備的兼容性和靈活性。其具備專利的ConcurrentConnect技術,允許多協議同時連接而無需應用層進行分時切換,簡化了協議間的切換操作,提高了設備的使用便捷性。該芯片還具備天線分集技術,能自動選擇信號較好的天線進行收發,從而提高射頻性能并降低系統延時。
在智能家居系統中,設備經常要支持多種通信協議以實現不同設備間的兼容和控制。采用多協議芯片能夠降低系統延遲,保證設備間的即時響應,提高用戶體驗。QPG6200L基于全新低功耗無線連接平臺打造,是電池供電傳感器和能量采集設備等低功耗應用的理想選擇。目前,QBG6200L芯片和開發板已經正式發布,相關信息可在Qorvo公司網站上進行查看。
Wi-Fi 7如何解鎖更好的無線體驗
Wi-Fi技術已經邁入“7”的時代。最新的技術通過更高的傳輸速度、更低的延遲和更穩定的連接,推動智能家居、工業自動化等領域的創新與效率,為萬物互聯時代奠定堅實的技術基礎。
Qorvo亞太區無線連接事業部高級行銷經理Jeff Lin(林健富)指出,Wi-Fi 7引入了多項新技術,最重要的三項就是多鏈接操作(MLO)、4096-QAM調制技術以及320MHz頻寬,這些改進旨在更高效地利用頻段資源,增加設備連接速度,并優化手持設備的電池使用效率。此外,WiFi 7還優化了喚醒時間管理和加密技術,以增強網絡連接的穩定性和安全性。
相較于Wi-Fi 6,Wi-Fi 7在傳輸效率、頻道優化及頻段利用等方面有了顯著提升。具體而言,Wi-Fi 7的320MHz通道寬度比Wi-Fi 6的160MHz提升了約兩倍,且4K QAM調制從1024增加到4096,傳輸效率增加約20%。此外,Wi-Fi 7 的MLO允許多個頻段或同一頻段內的多個通道同時傳輸數據,并且能夠在檢測到干擾時自動切換到未受干擾的信道,提高了網絡的連通性和效率。同時,Wi-Fi 7支持更廣泛的頻段使用,包括6GHz頻段,并且能夠靈活地利用2.4GHz和5GHz頻段,這在不同的國家和地區有不同的實施情況。
Wi-Fi 7的高性能也給射頻設計引入了一些挑戰。Jeff認為,在追求低EVM(誤碼率)場景下,傳統的線性PA設計難以滿足需求。因此,業界開始采用數字預失真技術(DPD),結合非線性PA來提升系統線性度。DPD通過補償PA的非線性,使輸出信號更加線性,從而改善整體系統性能。不過,DPD概念簡單,但實際應用中存在挑戰,需要主芯片廠商在驅動中實現相應的算法,以配合非線性PA工作。
Qorvo在非線性PA開發上已經取得很大的進展,其產品的功耗要遠小于線性PA的功耗。Jeff表示,非線性PA因不需要維持穩定的線性度,而展現出較低的能耗。實驗數據表明,在輸出功率為20dBm的條件下,Qorvo的非線性PA比線性PA節省約20%的電能,這對Wi-Fi 7的設計尤其有利。
目前,Qorvo也在用非線性FEM來實現三頻段Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7設計。該方法能提高PA的效率并降低了功耗,并能降低設備成本。此外,新方法還允許高性能多射頻企業級AP符合PoE(以太網供電)預算的嚴格限制。
在2024第十一屆中國IoT大會暨第九屆中國IoT創新獎頒獎典禮上,Qorvo公司的“QPF4702:5 - 7 GHz Wi-Fi 7 中等功率非線性前端模塊(FEM)”就榮膺了年度產品獎。這款產品也榮獲ASPENCORE授予的2024年度全球電子成就獎——年度無線產品。這是對Qorvo在Wi-Fi技術方面不斷追求進步的最大褒獎。
此外,部分開發者開始考慮將6GHz頻寬分割成兩個不同的頻段,類似5GHz的做法,一部分作為6GHz的低頻頻段,另一部分則可實現高頻的應用。對此,Jeff表示,Qorvo也可以提供相應的濾波器產品來實現這一目標。
作為全球領先的連接和電源解決方案供應商,Qorvo正在憑借其前沿的技術優勢,以系統級專業知識和全球性的制造規模,可提供包括射頻前端、濾波器、無線連接SoC、Sensor Fusion以及電源管理等多種產品選擇,能夠為客戶提供從設計、生產到應用的全方位支持,這為實現高集成、高性能、低功耗的IoT設備提供了堅實基礎。
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原文標題:Qorvo:以無線連接的精準與速度,為IoT鋪開互聯坦途
文章出處:【微信號:Qorvo_Inc,微信公眾號:Qorvo半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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