得翼通信：“用數字造射頻”，用RPU重新定義射頻

電子發(fā)燒友網報道（文/吳子鵬）“傳統(tǒng)射頻器件性能的‘天花板’是由射頻材料和晶圓廠決定的，得翼通信RPU (Radio Processing Unit) 射頻增強處理器發(fā)布之后，射頻器件的性能變成由數字補償器件來決定，數字補償器件捅破了射頻材料的‘天花板’?！钡靡硗ㄐ艅?chuàng)始人、CEO王子明博士在講述得翼通信創(chuàng)業(yè)背景和產品定位時說。

得翼通信創(chuàng)始人、CEO王子明博士

在上海世界移動通信大會（MWC上海）期間，得翼通信發(fā)布了全球首款RPU，面向Wi-Fi、5G和無人機等多個領域，以“用數字造射頻”的顛覆性創(chuàng)新理念，重構移動通信射頻系統(tǒng)新范式。

得翼通信RPU芯片

網絡成為改善用戶體驗的瓶頸

當前，以智能手機為代表的移動終端，在計算性能上已經出現很大的冗余，消費者對于處理器性能提升不再敏感，不過網絡卡頓依然在困擾著用戶。以家居場景為例，路由器老化或者用戶距離路由器距離稍遠，網絡卡頓的感覺就會非常明顯。

在王子明看來，網絡成為提升用戶體驗的掣肘，一個重要原因是射頻器件發(fā)展速度慢，用戶很難通過增加投入來獲得更好的射頻性能，目前智能手機和路由器上已經在使用世界上最好的射頻材料?！暗靡硗ㄐ藕蜕漕l器件大廠看待和定義問題的角度是不一樣的，我們認為射頻器件性能已經落后用戶真實需求5-10年的時間?！比缦聢D所示，這是得翼通信的創(chuàng)業(yè)理念，在沒有RPU的加持下，目前的射頻性能遠遠落后于真實的通信需求，成為算力網絡時代最大的瓶頸。

得翼通信的市場邏輯

生活中，Wi-Fi是我們常用的一種通信網絡，今年初Wi-Fi聯盟正式宣布Wi-Fi 7認證計劃，帶動更多公司推出支持Wi-Fi 7標準的設備。Wi-Fi 7將頻段從2.4GHz-5.8GHz擴展到6GHz，支持高達320MHz通道帶寬，傳輸速率可以達到最大30Gbps。單純從數據來看，Wi-Fi 7的出現是讓人非常興奮的，然而即便Wi-Fi 7引入MLO和4096-QAM等技術來避免網速降低、卡頓、掉線等情況，但高頻Wi-Fi穿透性差易衰減依然還是會讓用戶感受到Wi-Fi 7的“局限性”。

對于Wi-Fi路由器輻射范圍逐漸縮小這個問題，王子明指出，射頻指標就是大帶寬需要大功率，同時希望系統(tǒng)省電，然而這三個指標是兩兩矛盾的。因此，在路由器上輸出帶寬越來越寬，有效覆蓋面積就會越來越小，Wi-Fi 6在最高網速上的覆蓋范圍只有Wi-Fi 5的一半，Wi-Fi 7在最高網速上的覆蓋范圍也只有Wi-Fi 6的一半?！白詈玫木W絡是讓用戶忘記網絡的存在，不再關心是Wi-Fi 6還是Wi-Fi 7?！?br />
傳統(tǒng)射頻器件是模擬器件，如果只是通過改善射頻器件性能來提升網絡體驗，是線性化的，并且成本非常高昂。“如果一個射頻器件的輻射范圍不夠，是否可以通過兩個射頻器件來增大功率呢？這個投入產出比是很低的，當前射頻器件主要依靠砷化鎵、氮化鎵材料堆料來提升性能，功率、帶寬和功耗三大指標均由射頻材料來決定，因此需要更多的冗余設計才能夠讓系統(tǒng)穩(wěn)定工作，大概2倍的成本投入可能帶來35%的性能提升。打一個比方：把再多的馬車連在一起也得不到一列火車。”王子明稱，“得翼通信的RPU所實現的功能類似于眼鏡。射頻發(fā)射時部分指標由數字芯片來實現，剩余指標追求射頻材料的極限，以此來保證射頻性能一直高水平輸出?！?br />

數字實現射頻更具成本優(yōu)勢

得翼通信用“Space X”理念打造的RPU

從器件性能來說，得翼通信的RPU和目前宏基站中數字預失真（DPD）芯片的原理是一樣的。不過，宏基站中DPD芯片的價值是非常昂貴的，“得翼通信要做的就是將具有這樣功能的芯片以消費電子的成本實現，讓路由器和無人機等應用也可以用?！?br />
從宏基站到消費電子，前向預失真技術需要面對四個方面的挑戰(zhàn)：
·小型化和成本的要求；
·環(huán)境對射頻的影響，對算法的極致要求；
·更高的帶寬、更高的調制，對線性化的要求；
·即插即用支持產品設計，完整的射頻系統(tǒng)要求。

得翼通信RPU芯片采用先進的AI架構和數?；旌项A失真補償算法。王子明介紹稱，“在我們的RPU芯片中采用了非常多的AI知識和架構，這是一個能夠實現閉環(huán)控制的AI架構，里面有一個純物理的射頻器件的反模型，針對射頻信號受到的溫度、環(huán)境、老化等多方面的干擾，我們的AI架構可以進行實時的訓練，模型中有一個反向的訓練系統(tǒng)永遠都在工作，以此來更新我們的物理反模型，模型的反應是微秒級的，能夠實時應對環(huán)境的變化?！?br />
在下圖所示的demo演示中，采用得翼通信RPU的射頻通信板被人體觸摸，整個射頻周邊的電阻、電容都已經被人體干擾，不過此時所有的失真都由得翼通信RPU芯片在前向去導入相反失真量，最終輸出的信號水平并沒有下降，信道依然非常干凈。

得翼通信RPU的demo演示

對于普通消費者而言，得翼通信RPU帶來的最明顯的改善是路由器穿墻和有效覆蓋能力的增強。王子明表示，“目前市面上最好的路由器在輸出最高網速的時候是幾十毫瓦的功率，到很低網速至少輸出500毫瓦功率，此時能夠連接但沒有網絡。借助得翼通信RPU芯片，在500毫瓦的時候也能夠滿速，讓信號不失真，解決目前Wi-Fi使用場景中的痛點問題?！睌祿赋?，目前90%以上的室內流量通過Wi-Fi網絡承載，但是其中有82%的用戶體驗不滿意，主要是連接不順暢、網絡卡頓和信號不穩(wěn)定。Wi-Fi 7的到來只是提升了峰值速度，并沒有改善Wi-Fi的覆蓋面積問題。

根據得翼通信的實際測試，傳統(tǒng)路由器增加RPU后比網上買的高端千元路由器信號強度還高10倍，可以實現單臺200平米全屋覆蓋，并且無死角、無帶外干擾，降低網絡擁堵，使得設備安裝和維護的成本更低。

針對RPU芯片的性價比優(yōu)勢，王子明解釋說，“這個性價比實現的過程就像埃隆·馬斯克的SpaceX公司造火箭一樣，在芯片實現的整個過程去降低成本。同時，我們的RPU芯片并不是純數字的芯片，而是一個數字模擬射頻混合芯片，里面搭載大量復雜算法。所以，這個芯片的實現難點并不是某一個點，而是整個系統(tǒng)性工程，無法通過修改優(yōu)化傳統(tǒng)芯片來實現。”

目前，得翼通信提供從IP到芯片，再到模組和系統(tǒng)的完整的參考設計。

結語

正如王子明所言，RPU的加入一定會增加通信射頻方案的成本。不過得翼通信定義的射頻問題并不是成本，而是當前的射頻性能遠遠達不到用戶的需求。因此，對于得翼通信來說，教育市場是非常關鍵的，相信隨著搭載得翼通信RPU芯片的方案逐步進入市場，用戶對于射頻性能的接受度將逐漸改變，體驗的差距會幫助得翼通信培育市場需求。