從DBDC技術(shù)看無線高傳輸速率演進(jìn)難點

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）無線通信是現(xiàn)在的研究熱點，在無線接入技術(shù)領(lǐng)域，雙頻并發(fā)（DBDC）技術(shù)一直是一項關(guān)鍵的技術(shù)。該技術(shù)允許路由器設(shè)備在2.4GHz和5GHz頻段上同時進(jìn)行并發(fā)通信，從而提供更高的吞吐量和更穩(wěn)定的連接性能。雙頻并發(fā)，Dual Band Dual Concurrent，是真正能夠?qū)崿F(xiàn)同步雙頻的無線接入技術(shù)。

從單頻到雙頻率

Wi-Fi設(shè)備被允許工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段上，當(dāng)我們同時使用2.4GHz和5GHz雙頻段，就相當(dāng)于通信的帶寬增大了，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率也得到了增強。雙頻的好處在于如果某一頻段網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)存在延遲或信號差，通過另外一頻段設(shè)備依舊可以獲得穩(wěn)定良好的Wi-Fi信號。

根據(jù)Wi-Fi兩個頻段的工作模式的不同，目前有單頻單發(fā)SBSC、雙頻單發(fā)DBSC以及雙頻雙發(fā)DBDC。單頻單發(fā)即最常見的設(shè)備只能單獨工作在2.4GHz頻段或者5GHz頻段，只配有一個完整的基帶處理模塊和一個完整的RF前端。

雙頻單發(fā)是包含了兩個完整的基帶處理模塊的，但仍然只有一個RF前端，只能選擇一個頻段進(jìn)行工作。雖然是雙頻但是不能并發(fā)，自然也不能提供更高的吞吐量并提供更穩(wěn)定的連接性能。

雙頻并發(fā)DBDC是完整包含了兩套完整的基帶處理模塊和RF前端，能夠同時支持設(shè)備工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段。一般來說，目前的終端側(cè)是DBSC，而路由器側(cè)已經(jīng)很多可以支持DBDC了。

現(xiàn)在也有雙頻自適應(yīng)并發(fā)的工作模式，支持鏈路聚合等多種連接方式，可以為終端用戶帶來更加便利的無線使用體驗。

Wi-Fi芯片DBDC的難點

引入DBDC技術(shù)是有難度的，尤其是在現(xiàn)在的WiFi 6芯片中，可以看到采用DBDC技術(shù)的只有國外少數(shù)芯片大廠。這個挑戰(zhàn)，尤其體現(xiàn)在隔離、高集成度PA和LNA以及PA低功耗三個設(shè)計上。

DBDC技術(shù)因為是在2.4GHz和5GHz頻段同時工作，因此不可避免地會存在互相干擾。不論是采用兩塊IC還是在同一IC內(nèi)部實現(xiàn)DBDC，都會存在雙頻之間的互相干擾。這需要在整個IC在設(shè)計上就開始改進(jìn)物理分區(qū)和電氣分區(qū)。物理分區(qū)上干擾源獨立布置且加屏蔽罩，實現(xiàn)電路與干擾源的隔離，避免產(chǎn)生干擾。電氣分區(qū)上盡可能避免傳輸降壓問題，RF輸入輸出端也要避免設(shè)計得太過緊密。為了使雙頻段能同時高速工作，微波射頻電路抗干擾設(shè)計需要格外注意。

其次高度集成的PA和LNA主要是為了契合現(xiàn)在芯片集成化、小型化的趨勢。盡可能減少電路板面積和成本，當(dāng)然高集成度的發(fā)展也的確給射頻電路設(shè)計帶來了不少困難。

眾所周知，在無線射頻芯片中PA在其中的功耗占比是非常大的。而通信類芯片在各類終端中的應(yīng)用都需要提供盡可能長的續(xù)航時間，如何在不影響PA性能的情況下盡可能把功耗做低，是順利引入DBDC技術(shù)其中關(guān)鍵的一環(huán)。

除了現(xiàn)在很多PA采用的低功耗CMOS 技術(shù)，其他技術(shù)如GaN PA也開始已快速發(fā)展并開始應(yīng)用，都是為了PA能具備更優(yōu)的能效。在將能效作為電池續(xù)航時間和散熱的關(guān)鍵指標(biāo)的更高功率水平的應(yīng)用中，解決功耗是當(dāng)務(wù)之急。

小結(jié)

無線技術(shù)的發(fā)展日新月異，現(xiàn)在的無線芯片在DBDC的基礎(chǔ)上又開始向多頻并發(fā)連接演進(jìn)，隨著硬件設(shè)計配合技術(shù)逐漸更新迭代，未來無線領(lǐng)域的傳輸速度還會更高，同時可靠性也會進(jìn)一步提高。