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安森美半导体Quantenna的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E 技术与方案使联接更快、更广、更高效

如今,Wi-Fi它已成为人们生活中不可或缺的一部分,与人们的工作、学习和娱乐联系在一起。Wi-Fi标准演变到Wi-Fi 6甚至未来Wi-Fi 6E,连接速度不断提高,Wi-Fi安森美半导体的全球领袖之一Quantenna与时俱进,不断推出更先进Wi-Fi波束成形、8、x8多用户多入多出(MU-MIMO)等等,使宽带网关,Wi-Fi信号增强器,Mesh节点、视频客户端机顶盒、零售路由器、视频桥等应用连接更快,吞吐量更大,覆盖面更广,先进Spartan参考设计还帮助设计师缩短开发时间,优化开发成本。

市场上的无线技术主要有蓝牙,Zigbee、WiGig、LTE/4G、Wi-Fi、5G。其中,蓝牙,Zigbee主要用于10m内部短距离传输速度为10Mbps,WiGig为短距,达6Gbps超高速无线网络设计,LTE适用于达100 km长途传输,Wi-Fi能提供在100m范围约,达9.6Gbps高速传输,5G可以在某些频段实现和Wi-Fi距离和速度差不多。G和5G均适用于移动设备,但由于距离因素,5G需要部署更多的基站。

各种无线技术使用不同的频率,如LTE使用2.5GHz频段,而5G工作在28GHz在相同的发射频率下,频率越高,发送信号的距离越短,所以5G为了实现更远的覆盖,需要部署更多的基站,这将增加成本。LTE和5G运营商需要支付数十亿美元才能获得授权Wi-Fi频段是免授权的,所以Wi-Fi更具成本优势。Wi-Fi 6和5G如图1所示。

安森美半导体Quantenna的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E 技术与方案使联接更快、更广、更高效

图1:Wi-Fi 6对比5G

Wi-Fi自1999年制定实施以来,标准的最快速度从11开始Mbps演变到54Mbps、600Mbps、6.8Gbps,到现在Wi-Fi 6的9.6Gbps,吞吐量不断增加,在Wi-Fi在天线方面,从最初的1x1到4x84甚至现在广泛使用x8。从Wi-Fi 1到Wi-Fi 6,20年内提速约1000倍(3个数量级),这意味着如果你想发送或接收3个.8GB的电影,用Wi-Fi 1大约需要3850秒(64分钟)4分钟).11ax Wi-Fi 6仅需约4.5秒。

从调幅(AM)无线电到调频(FM)无线电再到5G,使用频率越来越高,Wi-Fi使用2.4GHz、5GHz未来的频段Wi-Fi 6E还会扩展到6GHz。带宽越大,数据就越多。.4GHz的带宽约83.5MHz,5GHz的带宽约500MHz,6GHz的带宽约1200MHz,是2.4GHz和5GHz合并值的两倍多。

波束形成是将能量集中在特定方向的传输,是利用数字信号处理将能量集中在所需的客户端,在相控阵列中组合元素,使特定角度的信号经历建设性干扰,其他信号经历破坏性干扰,达到能量集中的目的,获得最佳效果Wi-Fi信号增益。安森美半导体Quantenna第一个将波束形成为4的人x4 Wi-Fi 4 产品半导体供应商。

多入多出(MIMO)它是指在发射端和接收端都有多个天线的通信系统,从而提高数据收发速度和信号强度。MU-MIMO基于MIMO波束形成,支持多用户跨不同空间流,让Wi-Fi覆盖范围内的多个客户端可以获得最佳的信号强度并提高速度。安森美半导体Quantenna是首个支持4x4、8x8 MIMO和MU-MIMO半导体供应商。

在实际使用中,可能会减少许多因素Wi-Fi性能,Quantenna的Wi-Fi增强功能可以改善这种影响。例如,随着距离的延长,Wi-Fi速度下降,Quantenna采用8x8、5x5 MIMO和波束形成扩大了覆盖范围。减少邻居。Wi-Fi、采用智能信道选择其他免授权网络的干扰(SCS)、智能型自优化网络(SONiQ)、智能接入点(AP)切换技术,选择最佳信道。安森美半导体还提供独特的iQStream为了解决家庭中的许多问题,安排不同设备的优先级Wi-Fi同时使用设备造成的竞争问题。

Quantenna的Wi-Fi接入点/网关、路由器、Mesh节点和机顶盒,一致Wi-Fi标准从Wi-Fi 5、Wi-Fi 6到Wi-Fi 6E,提供最高达8x8 MIMO、双频近乎交钥匙的双频段和三频段技术(Turnkey)方案,简化和加快设计。

Quantenna的Wi-Fi 6(802.11ax) 8x8 MIMO关键的差异化特征在于双频段8x8 4x4.12个空间流,最高性能5GHz加上2.4GHz吞吐量。自适应8x8 MIMO在单个8x8或两个4x根据可用客户端的最大化频段利用率,在网络之间进行动态切换。8空间流反馈使客户端处理MIMO当信号达到最佳覆盖范围和速度时。ESP对于空间流反馈小于8的客户端,重建完整的信道信息,以提高速度和覆盖范围。智能动态频率选择(DFS)支持雷达信道检测DFS天气雷达信道和160MHz快速清除带宽运行DFS从而使雷达信道DFS雷达信道利用率更高,最大带宽和性

以产品为例,如双频8x8 4x4的QSR10GU-AX,这是一个高度集成的三芯片组方案,集成双频并行基带,CPU、5GHz RFIC 8x8 和2.4GHz RFIC 4x最高速度为8.6Gbps(5GHz) 1.15Gbps(2.4GHz),比4x背景更好DFS雷达信道扫描使四条链在接收期间扫描干扰/DFS,并保留4x4传输数据。

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图2:QSR10GU-AX:固定的(8x8 4x4)802.11ax

三频4x4 4x4 4x4的QSR10R-AX,高度集成基带,CPU、5GHz RFIC(使用软件配置和外部滤波器将频段分为5GHz高频和5GHz低频)、2.4GHz RFIC 4x4.完全自托管的中继器方案可以实现

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图3:QSR10R-AX:三频(4x4 4x4 4x4

此外,Quantenna在MU-MIMO在技术领域处于领先地位Wi-Fi 4时代已经引入MU-MIMO。在现实世界中,客户端会移动,Quantenna演示和展示,即使有人移动MU-MIMO通过演算法的优化,也支持三个以上的客户端MU-MIMO还支持160获得速度增益MHz信道带宽的MU-MIMO最大化无线电性能。

目前主流产品是4x4 Wi-Fi 5,而Wi-Fi 6增加了正交频分多址(OFDMA)功能,且在2.4GHz频段上的速度提高了90%,TWT使客户端更省电。Wi-Fi 6标准功能,Quantenna的5x5 MIMO Wi-Fi 6进一步扩大覆盖范围,真实MU-MIMO,智能雷达信道扫描独特,行业领先QoS,比4x4 MIMO速度快50%,提供更好Wi-Fi体验。

以QSR5G-AX Plus例如,全分流(Full Offload)让客户选择主CPU第五条天线提供更好的家庭覆盖范围和更好的灵活性,简化软件集成,加快上市时间MU-MIMO雷达扫描信道更准确,非常适合中继器设计,无需外部CPU,具有成本优势,Quantenna还提供完整的中继器交钥匙方案。

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图4:QSR5G-AX Plus 优于4x4方案

预计世界各国将获得监管批准GHz。Wi-Fi频段延伸到6GHz,它的带宽是2.4GHz + 5GHz的两倍多,多达7个160MHz信道,而5GHz中只有2个,系统总容量也从19.2Gbps增加到67.2Gbps。Wi-Fi频段延伸到6GHz还提升客户端性能。5GHz 11ax必须与11a / 11n / 11ac共享,而6GHz频段只有11ax协议客户端能连上,因而不受传统客户端的干扰。

安森美半导体Quantenna针对这一趋势,也做出了相应的6GHz Wi-Fi产品规划,如单基带固定4x4三频(4x4: 6GHz, 4x4: 5GHz, 4x4: 2.4GHz)方案,以及针对Mesh节点的2x2 + 4x4 +2x2方案(2x2: 6GHz, 4x4: 5GHz, 2x2: 2.4GHz)。

Spartan是先进的参考设计,含全功能硬件和软件设计包,为经授权的原始设备制造商(OEM)和原始设计制造商(ODM)提供产品设计文档、板制造文档、产品外壳文档,为便于OEM和ODM定制,还提供通用预测试固件和软件开发套件(SDK),帮助OEM和ODM降低成本,加快产品上市。

安森美半导体Quantenna的Spartan产品线有几种不同的组合,有符合Wi-Fi 5的Spartan Essential,用于桥接入点、网格、中继器等,采用5GHz 4x4 MIMO和2.4GHz 2x2 MIMO;有符合Wi-Fi 6的Spartan 5XL,用于Wi-Fi路由器和通用Mesh等,采用5GHz 5x5 MIMO和2.4GHz 2x2 MIMO;有符合Wi-Fi 6的Spartan路由器,用于高性能12流Wi-Fi路由器等,采用5GHz 8x8 MIMO和2.4GHz 4x4 MIMO;有符合未来Wi-Fi 6E的Spartan 6XL,用于点对点链路和6GHz接入点等,采用6GHz 5x5 MIMO和2.4GHz 2x2 MIMO。这些产品都基于市场最通用的配置,以助设计人员缩短开发时间和上市时间。用例如图所示。

安森美半导体Quantenna的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E 技术与方案使联接更快、更广、更高效

图5:Spartan用例

安森美半导体Quantenna提供差异化的Wi-Fi 6方案满足新兴、主流、高端市场的不同应用需求,使宽带网关、Wi-Fi信号增强器、Mesh节点、视频客户端机顶盒、零售路由器、视频桥、企业/户外接入点等应用联接更快更广,关键技术如Zero PER能改善视频的传输,QoS的升级版iQStream使不同的应用得到相对应的优先级,8x8 MIMO最大化覆盖范围,MU-MIMO在多个客户端同时使用网络时能提供最大的吞吐量,SmartScan能提供快精准的雷达信道侦测,开箱即用的Spartan参考设计支持设计人员投入最少的资源快速开发出最具竞争优势的产品。安森美半导体Quantenna也针对未来的6GHz趋势提供Wi-Fi 6E方案如三频方案,满足行业过渡到6GHz所需。

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