Qorvo 助力小米 WiFi 6路由 AX1800 惊艳亮相

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本文来自公众号 Qorvo半导体
 
在多方的推动下,WiFi 6 技术和相应的产品在最近几个月知名度大增。尤其是在网络关键接口的路由器方面,各大厂商都铆足劲,希望籍此卡住家庭网络最重要的一个入口。这就推动企业在这个领域展开了激烈竞争。
 
对于路由器而言,除了价格以外,其信号覆盖范围和稳定性是使用者选择路由器时重点考量的因素,而这大部分都倚仗于路由器射频前端的表现。这就让射频前端厂商在这个竞争中扮演了关键的角色。
 
作为射频领域的领先专家,Qorvo 对WiFi 6 路由器也有独到的见解和分享。在最近于小米的一款名为 AX1800 的 WiFi 6 路由器上,Qorvo 将其在这个方面的实力表现得淋漓尽致。为了让大家对此有更直观的了解,我们先来介绍一些基础知识。
 
WiFi 6 路由器带来的射频挑战?
 
关于 WiFi 6 的新标准,之前已经有过很多报道,读者也可以从 Qorvo 之前的文章《解读 Wi-Fi 4/5/6/6E 标准》中看到。作为一个为了适应高密度的无线接入和高容量的无线业务,我们认为一个好的 WiFi 6 路由器一定要有做到高速率、高广覆盖和高吞吐量这三点。而要做到这些,就给射频前端带来了几方面的挑战:
 
WiFi 6 扩展了 1.2GHz 新的频谱,从 5.925GHz~7.125GHz。由于频段的扩展,AP 的射频前端不得不针对新的频段与应用开发新的芯片。
 
WiFi 6 Mesh 的架构,需要把 5G 频段和 6G 频段做很好的切割,例如 5GHz 会有 Low band (UNII1-2a) 和 High band (UNII2c-3),这些都需要 BAW 技术的滤波器来满足性能指标要求。
 
WiFi 6 由于高密度,大容量,多天线等特点,那就不仅要求他们要有更小的尺寸,更要求更低功耗,这就让射频前端需要更高集成度的 FEM(不仅集成了 PA,LNA,SW 等芯片,同时也计划把 filter 集成到芯片里面;同时还需要更高效率的芯片设计,以降低整机的功耗。
 
此外,WiFi 6 路由器还需要针对频谱、频段,甚至不同国家的需求,做一些针对性的设计。
 
例如在频谱方面,因为频谱资源是比较稀缺的,同时现在也非常拥挤,所以 WIFI 频谱不能干扰运营商频段,同时运营商频段也不能干扰 WIFI 频段;在 WIFI 边带则有 B40,B7 等 LTE 频段,为了与 LTE 频段共存,相互之间不能相互干扰;美国 FCC 更是要求 WIFI 边带 bandedge power 的要求。
 
面对以上挑战,Qorvo 正在携手行业伙伴全力以赴。
 
Qorvo 解决问题的方法
 
众所周知,Qorvo 在射频领域有多方面的额积累,在 FEM 方面,公司的产品涵盖了设计,生产,测试,应用等流程。公司所拥有的、全球先进的 GaN,GaAs,SOI 等工艺水平,则可以更快速度的开发出来高效率、高线性和高集成度的 FEM。
 
如针对前文提到的频段共存问题,Qorvo 开发了一些列的 BAW 滤波器,这些滤波器抑制了 WiFi 与 LTE 相互之间的干扰。面向美国 FCC 的法规需求,Qorvo 推出了 bandedge filter,可以很好的抑制带外杂散。换而言之,如果没有这些滤波器,AP 必须降低功率来满足这些指标要求,那将必定影响 AP 的信号强度,降低覆盖范围以及信号质量,影响客户体验。
 
当然,以上只是 Qorvo FEM 产品的一部分。据了解,Qorvo 的 FEM 产品有非常好的 EVM 指标,可以最大限度的把有用不失真信号(1024QAM 信号)通过天线发射出去,以保证接收端准确无误的解调出来有用信号。同时通过 8*8 MU-MIMO 技术,可以大大增加接入终端设备数量,提升吞吐量;通过使用 Qorvo 的 FEM(PA+LNA+SW ), 能进一步提高覆盖范围距离。其中 PA 可以极大的增强信号发射功率,LNA 可以提高信号的接收灵敏度。
 
另一方面,WiFi 6 采用了更高阶的调制,更大的频宽,以及 MU-MIMO 技术,这极大的增加了吞吐量。但由于信号频宽最大可以支持 160MHz,且 MU-MIMO 可以支持 8*8 MU-MIMO(wifi5 只能支持 4*4 MU-MIMO),这给芯片的功耗和尺寸提出了苛刻的要求。Qorvo 的 WIFI 芯片,不仅仅具有较小尺寸,同时也具有较高的效率,以保证整机高可靠性工作。
 
基于深厚的技术积累和先进的产品,Qorvo 与 Broadcom/Qualcomm/Intel 等主流芯片厂商有良好的合作关系,前期合作开发参考设计板子,以确保整机性能完美的满足客户指标需求。因为不同 layout、不同板材的射频指标性都会有差异,这就导致产品在设计初期,EVM 问题一直难以解决。
 
而 Qorvo 通过改善匹配,确保每一级芯片都能完美的发挥出最优性能,并针对关键指标,都留有一定的余量,以确保批量出货的一致性。
 
基于以上优势,Qorvo 和小米共同设计了一款表现出色的 WiFi 6 路由 AX1800,因为采用了独立的外置 FEM,AX1800 路由器的覆盖范围得到了极大的提升,其中 PA 可以极大的增强信号发射功率,LNA 可以提高信号的接收灵敏度,更好的效率也解決了路由器散热的问题并让整体设计更轻巧美观。
 
据了解,这个产品上,在针对最高调制信号,天线端发射功率可以到 19dBm,同时 EVM 可以达到 -35dBc。和友商同等价位产品相比,可以覆盖更远距离。再加上 Qorvo 一贯以来在 FEM 控制电流方面效率的优势。
 
正式得益于这些,Qorvo 让小米 WiFi 6 路由器 AX1800 超乎想象。
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