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PCB新聞 - 高性能Wi-Fi解決方案允許智能家居集線器和閘道更快、更廣泛地連接

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高性能Wi-Fi解決方案允許智能家居集線器和閘道更快、更廣泛地連接

2021-09-14
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Author:Frank

Wi-Fi已成為當今世界無處不在的連接科技, 它是我們日常工作和生活的重要組成部分.
The next-generation standard Wi-Fi 6 greatly improves connection 速度 and throughput
Based on the IEEE 802.11標準, Wi-Fi has evolved from Wi-Fi 1 (802.11b) deployed in 1999 to Wi-Fi 6 deployed in 2020. 最明顯的改進是資料傳輸速度的提高. Wi-Fi 1的峰值傳輸速率為11 Mbps, while Wi-Fi 6 (802.11ax) supports a rate of up to 9.6Gbps, 是Wi-Fi 5的十倍. 此外, Wi-Fi 6還大大提高了輸送量. 例如, 如果要發送3.8GB電影, it will take about 3850 seconds (64 minutes) to use Wi-Fi 1, 雖然只需要4分鐘.5秒使用Wi-Fi 6, which is equivalent to an increase of about 1000 times ( 3 orders of magnitude) speed! Wi-Fi 6速度和輸送量的提高是由於多輸入多輸出 (MIMO)科技.
什麼是MIMO?
傳統的無線系統通過發送端的單天線和接收端的單天線進行通信, which is called Single Input Single Output (SISO). MIMO是指在發射端和接收端具有多個天線的通信系統, 從而提高發送和接收數據的速度以及訊號的魯棒性. 自2009年推出Wi-Fi 4標準以來,已經部署了MIMO, supporting 4x4 (that is, 4 transmitting antennas and 4 receiving antennas), 並支持8x8 MIMO到Wi-Fi 5和Wi-Fi 6. 支持MIMO的Wi-Fi最初是針對單個用戶的, 但在現實生活中,這些資料速率增益並沒有達到預期的規模, 因為大多數用戶端設備, 尤其是移動設備, 最多只有兩個發射機和接收機, 這限制了空間. 最大複用增益為2. 出現並迅速採用 多用戶MIMO(MU-MIMO) is expected to take full advantage of MIMO to multiple devices operating at the same time. 因此, 在家庭網關中, 最大限度地利用MIMO功能, 有必要採用MU-MIMO. Quantenna公司, ON電晶體的子公司, 是首個支持4x4的Wi-Fi解决方案提供商, 8x8 MIMO和MU-MIMO.
在可預見的未來, 5G不會取代Wi-Fi

電路板

最新的5G科技和Wi-Fi 6都意味著更快的連線速度,但它們的應用場景、工作頻段、網路延遲和頻譜認證都有很大不同。 囙此,5G在可預見的未來不會出現。 它們不是Wi-Fi,而是相互補充、相互協作。

5G標準由第3代合作夥伴計畫(3GPP)製定,主要用於室外,而Wi-Fi 6標準由電力和電子工程研究所(IEEE)製定,更適合室內使用。 根據3GPP標準,5G頻段分為FR1和FR2兩個範圍。 其中,FR1的頻帶低於6GHz,FR2的頻率為24GHz至52GHz。 由於高頻訊號容易衰减,囙此需要更複雜的工程。 Wi-Fi 6的工作頻率為2.4GHz、5GHz和6GHz。 5G頻譜需要應用程序進行授權,而Wi-Fi 6頻譜無需授權,囙此更易於部署。 5G資料傳輸速率為1到10Gbps,Wi-Fi 6傳輸速率高達9.6Gbps。 5G支持高達350公里/小時的高速移動交換,Wi-Fi 6不支持高速移動交換。 5G網路延遲小於1ms,Wi-Fi 6網路延遲取決於覈心網絡,延遲為20到150ms。

如何優化Wi-Fi效能

針對Wi-Fi速度隨距離的下降, ON Semiconductor提供8x8 MIMO, 5x5 MIMO和波束形成科技擴展Wi-Fi覆蓋範圍. 為了解决相鄰Wi-Fi和其他未經授權的網絡造成的干擾, provide intelligent self-optimizing network (SONiQ) software to optimize Wi-Fi performance through Channel Selection and AP Steering . SONiQ框架集成了各種路由器, 接入點, 中繼器, 以及在 Wi-Fi晶片組 結合體, 使客戶能够僅使用一個軟件框架控制所有產品. 如果家中有許多不同的設備在競爭Wi-Fi, iQStream用於實現通過QoS優先順序智慧選擇路徑的路由機制. 此外, ON Semiconductor的Wi-Fi 6解決方案還支持以下功能以實現差异化產品:自我調整8x8 MIMO, 8空間流FB, ESP, background dynamic frequency selection (DFS), 而且總是在DFS上.
Adaptive 8x8 MIMO
8x8 MIMO can increase the Wi-Fi data rate by 60% and greatly reduce the disconnection rate of home terminal devices while increasing the 新聞報導. Adaptive 8*8 MIMO switches between a single 8*8 or two 4*4 networks in real time to maximize client throughput.
8Space Stream FB
Refers to processing 8 spatial stream client feedback to achieve the best performance of MIMO, 例如支持3個2x2 MU-MIMO用戶端.
ESP
For clients with less than 8 spatial streams of FB, 重建完整的通道資訊以提高速度並擴大覆蓋範圍.

後臺DFS

最多4條鏈執行5GHz背景掃描。

始終線上DFS

先進的硬體可以檢測和隔離雷達和副載波。 與競爭對手相比,在一個乾淨的DFS通路中停留的時間更長。

論電晶體的Wi-Fi解決方案

Quantenna是ON Semiconductor的子公司,現時覆蓋Wi-Fi市場的企業、零售和運營商。 提供的產品包括接入點、路由器、家庭閘道、網狀節點等,並將很快通過Wi-Fi 6擴展到工業和汽車領域。, 消費者物聯網(IoT),如智能家居、家庭娛樂和其他IoT細分市場。

1、符合Wi-Fi 5和Wi-Fi 6標準的接入點/閘道

ON Semiconductor的解決方案支持更快的速度和覆蓋範圍,最大速度超過10Gbps,在5GHz時支持最多8x8 MIMO,在2.4GHz時支持最多4x4 MIMO,使用Qdock公司進行運動檢測,並支持雲分析。

2、符合Wi-Fi 5和Wi-Fi 6標準的網格節點

ON Semiconductor提供了速度超過6Gbps的雙頻和3頻解決方案、嵌入式CPU和成本優勢。 它使用Qdock進行運動檢測,並支持雲分析。

3、符合Wi-Fi 5和Wi-Fi 6標準的機上盒

ON Semiconductor的解決方案支持雙頻可選和雙頻併發,速度高達2Gbps,並具有不同的功能:無線直播電視質量、更快的速度/更大的覆蓋範圍、網格節點功能、使用Qdock的運動檢測,以及支持雲分析。

斯巴達交鑰匙解決方案

對於上述接入點/閘道和Mesh節點,ON Semiconductor提供幾乎“交鑰匙”的解決方案,如Spartan For home hub/Mesh,包括全功能硬體和軟體設計包,並且是授權的原始設備製造商(OEM)和原始設計製造商(ODM),提供產品設計檔案、電路板製造檔案, 產品附件檔案。 為了便於OEM和ODM定制,它還提供了通用的預測試固件和軟體發展工具包(SDK),以幫助OEM和ODM降低成本,加快產品發佈。

最新的Wi-Fi 6 Spartan路由器參攷設計基於QSR10GU-AX 8x8 MIMO雙頻雙併發Wi-Fi 6晶片組,提供無與倫比的覆蓋範圍和網絡容量, 加快向零售和運營商市場部署一流的Wi-Fi 6路由器,以滿足日益增長的家庭覆蓋需求,同時提供滿足4K視頻流、線上遊戲、雲同步和日益連接的智能家居產品等苛刻應用所需的效能水准。

該解決方案使用8x8 MIMO和2.4GHz,4x4 MIMO,12個空間流. 配備2個.5G Ethernet wide area network (WAN) and local area network (LAN) ports. It has a built-in near field communication (NFC) that can easily achieve Wi-Fi pairing. ) Card reader, and a hardware accelerator to optimize low latency and quality of service (QoS). 主要功能包括真正的8x8空間流聲音, large-scale MU-MIMO and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), 發射波束形成, 1024-quadrature amplitude modulation (1024-QAM) and target wake-up time (TWT). -Fi特徵. SmartScan功能提供零等待DFS和增强掃描. 參攷設計包括電晶體的Qdock, 支持協力廠商應用程序,如運動檢測, channel state information (CSI) and radio frequency (RF) sensing to help simplify integration into customer applications.
使用Wi-Fi進行運動檢測可以應用於傳統的住宅監控,以檢測入侵或定期維護我們的房屋及其周圍環境. 這可以很容易地擴展到智能建築, 使用運動和佔用檢測作為加熱, ventilation and air conditioning (HVAC) and The lighting control part of the building management system can also be used to monitor the elderly and vulnerable groups in the home for peace of mind.
Summarize
The next-generation Wi-Fi 6 standard greatly improves connection speed and throughput, 以及 MU-MIMO科技 將進一步使製造商能够充分利用Wi-Fi的潜力. 收購領先的Wi-Fi科技領導者Quantenna後, ON Semiconductor繼續利用MU-MIMO等關鍵技術,創建從矽和系統到軟件的全面Wi-Fi解決方案, OFDMA, 波束形成, DFS, Qdock, 等. 例如, 最新的旗艦解決方案Spartan路由器提供優异的輸送量, speed, coverage, 和成本效益, 為智能家居帶來企業級效能, 並通過全面的硬體和軟件加快上市時間.