再過兩天,“美加墨”世界杯即將拉開帷幕。除了圍在電視前觀賞這場國際盛事以外,還有不少幸運兒能夠到現場觀摩。但伴隨著洶涌的人潮,運營商需要直面一個頭疼的問題——手機因海量用戶同時接入而無法上網。
從技術上看,這主要源于四大因素:通道因人多被擠爆、無線頻譜有限導致帶寬不足、應急基站互相干擾,以及瞬間爆發的數據洪峰直接沖垮傳輸網和核心服務器。
面對空前的網絡負載壓力,如何保障海量并行的網絡體驗,已成為設備開發者首要解決的頭等大事。
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(AI生成,僅供參考)
一切為了更好的體驗
根據實現方法的不同,上網分為有線和無線(蜂窩與WiFi)兩種。受ROI(投資回報率)限制,網絡容量無法按峰值設計,因此需要方案來應對瞬時數據并發。
在蜂窩連接中,運營商常使用小基站。它具備體積小、部署快、回傳靈活和功耗低等特點。根據3GPP規范,無線基站分為宏基站、微基站、皮基站和飛基站。后三者統稱為“小基站”,相較于傳統宏基站大幅“瘦身”,發射功率通常在 50mW 至 10W 之間,覆蓋半徑約為 10 到 200 米。
雖然體積遠小于傳統宏基站,但小基站卻“五臟俱全”。
具體而言,則包括三大核心模塊:采用高主頻SoC、FPGA或ASIC芯片的BBU(基帶處理單元),集成處理器與網絡接口,是降低功耗和成本的關鍵;包含PA、LNA及濾波器的RFU(射頻單元),負責將數字信號轉換為無線電波,或反向接收信號以及由內置或室外天線組成的天線系統,負責無線電波的收發。
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(AI生成,僅供參考)
小基站架構示意圖
隨著網絡的演進,小基站一方面需要去滿足更多的頻段需求,另一方面還需要去增加帶寬。再者,同時滿足 5G 和免許可頻段的容量和數據速率要求也是必要的。此外,還要提高平均功率放大器(PA)的輸出功率。
然而,這一要求也增加了PA設計人員的工作復雜性,因為他們需要在提高PA輸出功率的同時,保持高線性度和高效率。同時功率限值的提高增加了產生帶外失真(Out-of-band distortion)的可能性,導致制造商難以滿足頻譜發射掩模(SEM)的規范要求。因此,尋找能夠提供滿足高功率要求 PA 產品的射頻供應商,有助于縮短設計周期并減少射頻鏈路(RF chain)中的元器件數量。
當然,除了 PA 以外,作為 RF 組成中的重要組成,極具競爭力的低噪聲放大器(LNA)、濾波器、雙工器、交換機和前端模塊產品組合也是必不可少的。
在室內和企業級場景中,5G 小基站并非孤軍奮戰,電信運營商希望用戶利用公共 Wi-Fi 熱點共享 5G 流量,蜂窩與 Wi-Fi 的固網移動融合(FMC)正成為新常態。在這種趨勢下,CPE 也成為緩解網絡高流量并發的重要補充。特別是隨著 WiFi 8 的到來,CPE 在其中的重要性與日俱增。
熟悉這個行業的讀者都知道,傳統的 CPE 在室內面對多設備連接或鄰居 Wi-Fi 干擾時,依然會出現局域網內的延遲抖動。但 Wi-Fi 8 CPE 通過引入創新的物理層與 MAC 層機制,徹底改變了這一現狀。
得益于其本身的特性,Wi-Fi 8也能在高密度、多設備、多 AP 的場景下,保證每臺設備連接穩定流暢、資源分配公平,提升整體網絡可靠性,給用戶帶來更平順的使用體驗。
借用了 Wi-Fi 8 使系統能夠通過多鏈路操作 (MLO)、多 AP 協作以及跨三個頻段的動態調度,以更智能的方式主動分配資源。然而,信號數量的增加也意味著更復雜的干擾環境。由于目標是提供更穩定的體驗,Wi-Fi 8 需要解決的核心問題之一已從信號強度轉向信號純度。
總而言之,無論是小基站還是 WiFi,要想使上述設備在實際應用中提供穩定可靠的體驗,就需要從主控到射頻前端各個環節筑牢高質量的保障底座。而要提升上述設備的能力,首先就要了解設備本身。
Qorvo的應對之策
如上所述,因為小基站對于 PA 和濾波器有很高的需求,因此如何打造先進的 PA 和濾波器是保障其性能的關鍵。作為一家深耕射頻領域多年的廠商,面對這些需求,Qorvo 已然準備了很好的解決方案。
針對種種痛點,Qorvo 在工藝上深耕,打造具有超高帶寬、優異原始線性度的 PA,解放基帶 DPD 算力。此外,公司還推行了多級全集成模組(FEM),讓廠商無需射頻調試,像拼積木一樣快速部署輕量化小基站。
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除了打造領先 PA 及相應射頻旗艦賦能小基站外。因應 WiFi 8 對網絡的支持,Qorvo 在這上面也有廣泛的布局。
從射頻角度看,Wi-Fi 8 延續了 Wi-Fi 7 的 4096-QAM、320MHz 帶寬及低 EVM 等核心指標,基礎規格并無劇變;真正的挑戰在于整體架構更加復雜,主芯片廠商正將更多射頻相關的復雜難題,交由前端器件廠商來解決。
面對這些問題,Qorvo 提供了包括自適應射頻前端、非線性 PA 技術、高集成一體化方案、可擴展系統架構以及更高質量的濾波器等產品,以滿足開發者需求。事實證明,在這些解決方案的支持下,用戶的 WiFi 8 應用體驗水漲船高。
值得一提的是,Qorvo 從傳統線性 PA 轉向非線性 PA 設計,再配合主芯片平臺算法,在提升效率的同時降低功耗的做法,更是當前 Wi-Fi 射頻前端的主流方向。
過去,為了信號質量和 EVM 表現,行業著重強調 PA 線性度。但隨著非線性 PA 和 DPD 數字預失真算法逐漸成為主流,系統開始在效率和線性度之間重新平衡。又因為 Wi-Fi 8 可能需要支持 12 路甚至 16 路高復雜度射頻鏈路,為了降低多路并發下的功耗,非線性 PA 設計將會成為未來的首選。
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來到濾波方面,作為信號“純凈度”的重要守護者,Qorvo 也基于過往的積累,針對 Wi-Fi 8 的需求推出了 coexBoost、bandBoost 和 edgeBoost 三類專屬濾波技術。在這些的技術支持下,Qorvo 認為 WiFi 技術可以在高密度、多設備、多 AP 的場景下,保證每臺設備連接穩定流暢、資源分配公平,提升整體網絡可靠性,給用戶帶來更平順的使用體驗。
正是在 Qorvo 這一類芯片廠商的“死磕”下,我們的無線網絡體驗在近年來的高流量變革中取得了重大進展。他們憑借這種鍥而不舍的硬核精神,克服了一道又一道常人難以想象的技術關卡。
下次,當你身處萬人高歌的演唱會現場,或是身處設備密集的智慧工廠,依然能流暢地刷出視頻、發出消息時,請不要忘記,這正是那些小小基站外殼之下,無數顆芯片在瘋狂運轉帶來的成果。
而 Qorvo,毫無疑問是這場無線連接革命中最當之無愧的功臣之一!
(本文封面由AI生成)
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