WLAN射頻優(yōu)化的解決方案

2010年以來(lái)，智能手機(jī)市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。而智能手機(jī)一般都提供了無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的連接，這為WLAN射頻單元提供了廣闊的市場(chǎng)前景。

WLAN的標(biāo)準(zhǔn)自1997年發(fā)布以來(lái)，為了提升傳輸速率和吞吐量，對(duì)物理層協(xié)議進(jìn)行了補(bǔ)充，對(duì)射頻單元的工作頻率、性能和復(fù)雜度都有新的要求。

本文回顧了WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的發(fā)展歷程，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出了判斷。結(jié)合到WLAN在智能手機(jī)中的具體應(yīng)用對(duì)射頻單元提出的新的要求，恩智浦半導(dǎo)體公司（NXP）將提供新的射頻解決方案，完全滿足WLAN最新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射頻電路的要求。

WLAN的歷史和發(fā)展趨勢(shì)

無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)、使用免費(fèi)的ISM頻段射頻資源實(shí)現(xiàn)的局域網(wǎng)絡(luò)連接。IEEE 802.11的第一個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)由IEEE在1997年制定，該標(biāo)準(zhǔn)定義了媒體訪問(wèn)控制層和物理層。其中，物理層定義了工作頻率為2.4GHz的ISM頻 段，總數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mb/s。

1999年，IEEE 802.11增加了兩個(gè)補(bǔ)充版本IEEE 802.11a和IEEE 802.11b，其中IEEE 802.11a定義了5GHz上的ISM頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mb/s；而IEEE 802.11b則仍工作在2.4GHz的ISM頻段，但傳輸速率可達(dá)11Mb/s。

2003年，IEEE為WLAN的物理層作補(bǔ)充，發(fā)布了IEEE 802.11g。該版本仍采用2.4GHz頻段，但傳輸速率提高到54Mb/s。

2009年，IEEE再次對(duì)物理層補(bǔ)充，推出了IEEE 802.11n。該標(biāo)準(zhǔn)支持2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，同時(shí)可采用雙倍帶寬40MHz，支持多入多出(MIMO)技術(shù)。理論上，其最高的傳輸速率可達(dá)600Mb/s（達(dá)到該速率要同時(shí)滿足64QAM調(diào)制、5/6編碼速率、40MHz信道帶寬、400ns的保護(hù)間隔、采用4個(gè)空間串流，以及每個(gè)串流速率為150Mb/s）。

2014 年1月，作為IEEE 802.11n的升級(jí)，新版本IEEE 802.11ac獲得通過(guò)，該版本采用5GHz頻段，可提供更高吞吐量（指成功接收數(shù)據(jù)的速率）的WLAN服務(wù)。IEEE 802.11ac具有更寬的射頻帶寬（相對(duì)于IEEE 802.11n的40MHz帶寬，IEEE 802.11ac提供至少80MHz、最高160MHz的帶寬），具有更多的MIMO空間串流（最多8路），并支持下行多用戶多入多出（MU- MIMO），以及更高級(jí)的256-QAM數(shù)字調(diào)制。因此，IEEE 802.11ac具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，在256QAM調(diào)制、5/6編碼速率、160MHz帶寬、400ns保護(hù)間隔的情況下，每個(gè)串流可提供最高 866.7Mb/s的傳輸速率。

此外，為實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量，2013年WiGig組織并入了WiFi聯(lián)盟。WiGig致力于推廣IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用60GHz頻段，提供最高7Gb/s傳輸速率的短距離無(wú)線通信服務(wù)。由于60GHz信號(hào)無(wú)法穿透障礙物，當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入 WiGig信號(hào)無(wú)法覆蓋的區(qū)域時(shí)，將自動(dòng)切換到更低頻段，但是傳輸速率將大幅下降。