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          從WiFi到5G,換個思路或是國產射頻前端芯片廠商的新機遇!

          2019-06-28 14:01:29

          摘要: 近期,工信部已經向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電正式發放5G商用牌照,這也預示著中國正式進入5G時代。
          近期,工信部已經向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電正式發放5G商用牌照,這也預示著中國正式進入5G時代。
           
          不過對很多用戶而言,接觸5G這一說法卻是從5G WiFi開始。而現在隨著5G商用,令很多用戶困惑的是, 5G WiFi和5G到底有何區別呢?

          WiFi和5G之困惑
           
          5G WiFi和5G雖然都有“5G”字眼,但卻是完全不同的含義 ,無論標準還是應用場景都代表著兩種不同的技術。
           
          · 5G WiFi 準確而言是5GHz WiFi, 指的是IEEE 802.11系列協議中的WiFi 5GHz 工作頻段。
           
          · 5G則是指第5代 (5th Generation)的簡稱,也就是第5代移動通信技術與標準。
           
          眾所周知,WiFi屬于局域網無線技術,主要應用于室內場景。隨著WiFi6技術的應用,相對于5G移動通信而言,WiFi以其高吞吐率、較低設備及終端成本、極低運營維護成本、區域隔離的保密性等優勢,廣泛應用于企業局域網、家庭內部設備互聯、專用網絡內部連接等,避免過多設備或終端接入到運營商核心網而引起的網絡阻塞。
           
          而5G移動通信屬于廣域網技術,具備覆蓋范圍廣、可支持高速移動環境等優勢,主要應用于室外連接、移動醫療、車聯網、環境監測、城域網等眾多場景。
           
          由此可見,WiFi與5G雖然在應用場景上存在一定程度的重疊,但更多的是相輔相成,共同實現真正意義上的無縫連接網絡。
           
          但作為兩種應用最為廣泛的無線連接技術,以4G  LTE為代表的移動通信與WiFi 之爭不絕于耳,如今隨著5G移動通信的即將大規模商用,預期傳輸速率達到4G LTE數十倍以上。5G 取代WiFi的呼聲再起,究竟真相如何? 

          WiFi和5G之融合
           
          被稱為“WiFi之父”的Cees Links在2017年曾表示:“在1999年~2000年間,就有人提出2G將替代WiFi的觀點;2008年~2009年也出現了4G將代替WiFi的猜測。可是,5G與WiFi的應用場景模式是不相同的。WiFi主要用于室內環境,而5G則是一種廣域網技術,它在室外的應用場景更多。所以我相信WiFi和5G將長期共存下去。”
          果不其然,2019年1月25日,下一代移動通信網絡聯盟(NGMN)、無線寬帶聯盟(WBA)宣布:聯手推動5G、WiFi無線技術與核心網絡的融合。
           
          兩大聯盟稱,現在為“5G與WiFi融合RAN部署”提供明確的戰略路徑以充分利用這些功能的時候到了,這是一個“優先事項”!NGMN聯盟的成員單位,均為知名的移動通信運營商,目前共計200多張移動通信網,用戶數量占到了全球的60%強。WBA聯盟致力于WiFi的推廣與用戶體驗提升。
           
          聯合報告指出,5G和WiFi之間的“網絡級融合”對于確保這兩類無線接入網(RAN)的“互補”功能可以組合起來,以提供“無縫”的網絡服務。這份報告還給出了可能需要來自5G和WiFi網絡的“綜合資源”共同發力的許多用例和垂直行業,以提供經濟高效的解決方案,并聯合起來滿足各種吞吐量、延遲、連接密度、覆蓋范圍、可用性和可靠性等要求。

          WiFi和5G之空口協議與射頻技術異同
           
          從應用場景來看,5G技術的廣域網特性,不由得讓人想起十多年前曾甚囂塵上,但又不幸偃旗息鼓的“WiMAX  (寬帶無線接入城域網技術)”。而同樣出身于IEEE的802.1x 無線技術標準協議的WiMAX, 與WiFi在無線空口協議及標準方面具有共通性。
           
          康希通信科技(上海)有限公司市場及應用工程副總裁虞強介紹,在21世紀早期,相較于3GPP的3G 移動通信標準,WiMAX采用了眾多新的技術,如OFDM正交頻分多址和MIMO多天線等,極大地提高了數據傳輸能力,具有明顯的數據傳輸優勢。可惜生不逢時,在一代神機“iPhone”出世之前,全球主要的移動通信業務主要還是集中于語音服務,而并非WiMAX所具備技術優勢的數據傳輸業務上。
           
          由于語音業務的高實時性要求,在當時語音數字化技術不夠完善及高性能數字模擬芯片成本高昂的情況下,WiMAX網絡的語音通話質量相對于3G移動通信的純語音通道技術處于明顯的劣勢,因此造成產業鏈很難推動而不得不轉入到小眾的專有數據網絡應用。
           
          隨著數字化時代的高速發展與相關技術日臻月異的變化,芯片技術的突飛猛進并隨之而來的高性能芯片成本的大幅下降,借助于高性能語音信號采樣與重建技術、噪音消除技術等,數字化語音已經在很大程度上超越了傳統語音通道的信號傳輸質量,這也是我們經常感受到在數據網絡連接可靠的環境中微信語音的通話質量甚至遠遠優于常規電話的原因。
           
          進入5G移動通信時代,數據傳輸幾乎是無線通信網絡的全部業務需求。因此,高速率、低延時、低成本、高頻譜復用率的數據傳輸技術被作為5G的核心無線傳輸技術隆重登上舞臺。
           
          由此而來,5G移動通信在空口的協議標準中更多的繼承了WiMAX/WiFi 協議標準中的低時延TDD技術、OFDMA多址接入、MU-MIMO的多用戶多天線技術、高信號帶寬(WiFi6 最高160MHz vs 5G最高100MHz)、高調制(WiFi6 可實現1024QAM vs 5G 可實現256QAM)等眾多核心空口技術。此外,在工作頻率方面,5GNR Sub-6GHz 更是直接沿用了3.5GHz的WiMAX頻段,其他頻率如2.6GHz也與WiFi 2.4GHz 相臨,4.9GHz與WiFi 5GHz相臨。
           
          因此可以說,5G技術更像是一個“加強版的WiMAX”,其融合并加強了4G LTE的底層協議以及最新的WiFi空口技術而王者歸來!因此,比擬WiFi射頻前端芯片,5G射頻前端芯片在高線性、TDD時分動態特性、高調制、高帶寬方面具有高度相似性。

          射頻前端從WiFi 到5G之路

          隨著5G的商用,發展自有知識產權的5G相關核心芯片技術迫在眉睫,而作為芯片半導體行業皇冠上的明珠—高端射頻芯片技術則一直掌握在以Skyworks、Qorvo、Avago(Broadcom)為首的美國廠商手中,怎樣突破國外巨頭的技術壟斷,已經成為國內射頻前端芯片行業發展的一道難題!
           
          所幸的是,具備扎實的射頻前端技術基礎、科學嚴謹的研發態度而為人所知的康希通信科技(上海)有限公司,其立根于WiFi射頻前端芯片技術,迅速在國內外市場上脫穎而出,并得到眾多知名系統設備廠商的認可及芯片廠商的廣泛合作,其WiFi5射頻前端芯片推出市場不久即出貨千萬片以上,更是率先在國內實現最新的WiFi6技術射頻前端芯片的量產,并且在關鍵性能-- 線性度、效率、功率等指標上與國際巨頭同類產品各有千秋。
           
          隨著5G時代的到來,他們以高線性WiFi射頻前端技術為根基,在國內率先研發出5G NR系列射頻前端芯片,為實現國產替代打開一條“芯”通道,我們將拭目以待。

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