Wi-Fi的發展曆程和Richtek在Wi-Fi 7中的電源解決方案
發布時間:2023-10-06 來源:Arrow 責任編輯:wenwei
【導讀】Wi-Fi 在 1999 年就出現了,但 Wi-Fi 6 是 2018 年才誕生的一個名詞,在此之前並無 Wi-Fi 5 之類的更早的東西,那時的我這樣的普通人隻能看著 Wi-Fi 設備上寫的符合 IEEE 802.11/a/b/g 之類的字符串,完全不知道在說什麼,直到 Wi-Fi 聯盟覺得應該用一個簡單的數字來讓我們有一個清晰的代際劃分,這才有了 Wi-Fi 4~6 的出現,它們其實就是 IEEE 802.11 無線互聯網技術的一個實現,所以我覺得這個東西就是先有了兒子才有了父親,然後現在孫子又出來了,那就是 Wi-Fi 7。
無wu線xian信xin息xi的de傳chuan播bo並bing非fei有you多duo寬kuan的de頻pin帶dai就jiu要yao用yong多duo寬kuan,它ta需xu要yao將jiang一yi個ge頻pin帶dai分fen為wei很hen多duo個ge信xin道dao,每mei個ge信xin道dao裏li都dou可ke以yi有you多duo個ge載zai波bo被bei用yong來lai傳chuan遞di信xin息xi,信xin息xi通tong過guo調tiao頻pin、調相、調tiao幅fu或huo是shi它ta們men結jie合he的de方fang式shi被bei調tiao製zhi到dao載zai波bo上shang,接jie收shou端duan收shou到dao以yi後hou再zai解jie調tiao就jiu可ke以yi獲huo得de原yuan始shi信xin息xi了le。一yi定ding的de數shu碼ma率lv加jia上shang調tiao製zhi的de方fang式shi決jue定ding了le調tiao製zhi後hou的de載zai波bo信xin號hao需xu要yao占zhan用yong的de帶dai寬kuan,通tong過guo計ji算suan就jiu可ke以yi知zhi道dao一yi個ge確que定ding的de信xin道dao可ke以yi容rong納na的de載zai波bo數shu。載zai波bo上shang所suo傳chuan輸shu信xin號hao的de調tiao製zhi方fang式shi為wei QAM,這是一種調相加調幅的調製方式。常見 Wi-Fi 6 廠商用下圖來表示 Wi-Fi 6 的好:
這個圖到底在說什麼呢?它其實是對信號調製方式的一種空間分布的表達,本來應該是圓形的(它的計算公式大概是這樣的:a*cos(wt+φ) + i*b*sin(wt+φ),改變 a、b 和 φ,它的矢量位置就發生了改變),可能是為了方便就借用矩陣的表達形式而變成了正方形。其中的每一個點都對應一個角度,它說的是這個信號的相位;每(mei)個(ge)點(dian)也(ye)有(you)一(yi)個(ge)相(xiang)距(ju)於(yu)坐(zuo)標(biao)軸(zhou)中(zhong)心(xin)點(dian)的(de)距(ju)離(li),它(ta)對(dui)應(ying)的(de)是(shi)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)。你(ni)隻(zhi)要(yao)能(neng)在(zai)得(de)到(dao)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)以(yi)後(hou)判(pan)斷(duan)出(chu)它(ta)的(de)幅(fu)度(du)和(he)相(xiang)位(wei),它(ta)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)原(yuan)始(shi)數(shu)據(ju)也(ye)就(jiu)被(bei)解(jie)讀(du)出(chu)來(lai)了(le),實(shi)現(xian)這(zhe)個(ge)的(de)過(guo)程(cheng)就(jiu)是(shi)解(jie)調(tiao),而(er)製(zhi)造(zao)出(chu)這(zhe)個(ge)信(xin)號(hao)的(de)過(guo)程(cheng)就(jiu)是(shi)調(tiao)製(zhi)。調(tiao)製(zhi)是(shi)發(fa)送(song)端(duan)的(de)任(ren)務(wu),解(jie)調(tiao)是(shi)接(jie)收(shou)端(duan)的(de)任(ren)務(wu),這(zhe)個(ge)分(fen)工(gong)是(shi)非(fei)常(chang)明(ming)確(que)的(de),Wi-Fi 通訊的雙方都需進行調製和解調的工作,因為它們的角色是隨時變換的。
Wi-Fi 5 用 256 個點占用了一個空間,其中可以容納 8 位二進製數據;Wi-Fi 6 用1024 個點占用了同一個空間,其中可以容納 10 位數據;Wi-Fi 7 對應的數據是 4096,其中可以容納的就是 12 位,所以有更高的數據攜帶能力。
隨著 QAM 數(shu)據(ju)的(de)提(ti)高(gao),不(bu)同(tong)的(de)點(dian)與(yu)點(dian)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)距(ju)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao),分(fen)辨(bian)起(qi)來(lai)也(ye)更(geng)難(nan),所(suo)以(yi)要(yao)求(qiu)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)會(hui)更(geng)高(gao),作(zuo)為(wei)電(dian)源(yuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)提(ti)供(gong)者(zhe),我(wo)能(neng)想(xiang)到(dao)的(de)就(jiu)是(shi)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)精(jing)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)度(du)的(de)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying),否(fou)則(ze)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)者(zhe)來(lai)說(shuo)新(xin)的(de)應(ying)用(yong)也(ye)就(jiu)是(shi)個(ge)災(zai)難(nan),因(yin)為(wei)他(ta)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)實(shi)在(zai)是(shi)太(tai)多(duo)了(le)。由(you)數(shu)據(ju)的(de)調(tiao)製(zhi)方(fang)式(shi)可(ke)見(jian) Wi-Fi 在傳遞數據的時候是不用 bit 位wei的de概gai念nian的de,它ta一yi出chu手shou就jiu是shi一yi個ge字zi節jie以yi上shang的de數shu據ju,所suo以yi有you極ji高gao的de數shu據ju傳chuan遞di效xiao率lv,但dan這zhe個ge僅jin是shi在zai一yi個ge載zai波bo上shang發fa生sheng的de事shi,實shi際ji的de動dong作zuo還hai可ke以yi在zai多duo個ge載zai波bo上shang同tong時shi發fa生sheng,那na就jiu是shi並bing發fa的de了le,進jin一yi步bu將jiang數shu據ju傳chuan遞di效xiao率lv推tui升sheng。
Wi-Fi 6 的最大信道帶寬為 160MHz,如果將其全部劃分為最小的 26-tone RU,每個 tone 即子載波的帶寬為 78.125kHz,整個信道裏可以容納 74 個用戶同時通信。不同信道寬度的 RU 劃分如下表所示:
到這裏,我們可以對 OFDMA 所提供的服務做一個總結,它是一種將信道空間劃分為多個 RU,每個 RU 裏含有多個載波的多通道數據並發傳輸技術,是對頻域空間、相位空間和幅度空間的一種綜合利用,再結合多地址編碼實現了多用戶的同時服務技術。
除此以外,Wi-Fi 還利用了另外一種基於物理空間的並發技術,這便是 MU-MIMO。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)單(dan)根(gen)天(tian)線(xian)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)容(rong)量(liang)是(shi)有(you)限(xian)的(de),當(dang)擁(yong)有(you)多(duo)根(gen)天(tian)線(xian)的(de)無(wu)線(xian)路(lu)由(you)器(qi)與(yu)我(wo)們(men)常(chang)用(yong)的(de)單(dan)天(tian)線(xian)或(huo)雙(shuang)天(tian)線(xian)設(she)備(bei)如(ru)手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)時(shi),多(duo)餘(yu)的(de)天(tian)線(xian)就(jiu)被(bei)浪(lang)費(fei)了(le),這(zhe)時(shi)就(jiu)要(yao)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)天(tian)線(xian)來(lai)與(yu)不(bu)同(tong)的(de)手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)以(yi)提(ti)高(gao)物(wu)理(li)空(kong)間(jian)的(de)利(li)用(yong)率(lv)。MU 的意思就是多用戶,MIMO deyisijiushiduoshuruduoshuchu,shuchuduankeyiyongduogentianxianshuchuduogebutongdeshujuliu,jieshouduanyekeyiyongduogentianxianjieshouyigehuoduogeshujuliu,keyidailaikongjianfenji、空分複用等新的特性,極大地提高數據傳輸的效率和可靠性。
何為TMT?
作為電源管理方案的提供者,我們會非常關心數據收發係統的功率消耗,這個問題在以電池作為供電來源的移動設備中尤為重要。Wi-Fi 6 通過 OFDMA 和 MU-MIMO jishuyijigaodesuduwanchengshujuchuanshu,chuanshuwanchengyihoudeshebeichuyushenmezhuangtai?tazenmezhidaoduifanghuizaishenmeyangdexiayigeshikehujiaoziji?tazaizhemedengdaideshihouxuyaoxiaohaoduoshaogonglv?ruguogonglvxiaohaobunengjiangdaozuidiquduguodengdaideguocheng,naxietongxunxuqiujishaodeshebeiyaoruheshejizijidegongdianxitong?
TMT 就是用來解決這個問題的。隨便舉個例子,一台 IoT 設備也想通過使用 Wi-Fi 協議來完成自己的聯網過程,實際上最近很多家用電器都已經這麼做了,即使它們每一分鍾隻需要通過網絡與手機 APP 通訊一次也已足夠滿足及時性需求了,這時候它就可以把自己的這個需求的時間特性通知家裏的Wi-Fi 路lu由you器qi,路lu由you器qi就jiu會hui每mei間jian隔ge一yi分fen鍾zhong與yu之zhi交jiao流liu一yi次ci,由you於yu需xu要yao溝gou通tong的de信xin息xi非fei常chang少shao,這zhe個ge時shi間jian會hui非fei常chang短duan,每mei次ci完wan成cheng交jiao流liu以yi後hou就jiu都dou不bu會hui再zai打da擾rao對dui方fang,然ran後hou又you都dou在zai一yi分fen鍾zhong以yi後hou進jin入ru與yu對dui方fang溝gou通tong的de時shi段duan,其qi他ta時shi候hou它ta就jiu可ke以yi處chu於yu最zui大da程cheng度du的de待dai機ji狀zhuang態tai,從cong而er將jiang本ben機ji的de耗hao電dian降jiang到dao最zui少shao,而er這zhe個ge特te性xing便bian是shiTMT 所提供的。
Wi-Fi 7提供的機會
雖然正式的 Wi-Fi 7 標準還沒有發布,這要等到 2024 年才能成為現實,但是 Wi-Fi 市場從 2003 年 802.11g 發布之前就被 Broadcom 根據標準草案供應方案,而形成了產品提前進入市場的慣例,所以,我們已經可以看到這個市場的玩家們已經開始行動了。
立錡 (Richtek) 為之準備的電源解決方案也已就緒,下麵就是兩個方案所需要的產品,供大家參考。
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