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晶片商力拱MU-MIMO技術 Wi-Fi標準發展揭新頁

2015-07-27
今年Computex,一線通訊晶片商不僅大舉推出802.11ac Wave 2、2×2/4×4 MU-MIMO解決方案,更相繼展開OFDMA基頻解調變及長封包格式等技術研發,以搶占下世代802.11ax設計先機。
Wi-Fi標準加速改朝換代。今年Computex,一線通訊晶片商不僅大舉推出802.11ac Wave 2、2×2/4×4 MU-MIMO解決方案,更相繼展開OFDMA基頻解調變、長封包格式及UL MU-MIMO等技術研究,以加速進軍下世代802.11ax設計。

2015年台北國際電腦展(Computex),博通(Broadcom)、高通創銳訊(Qualcomm Atheros)和邁威爾(Marvell)等通訊晶片廠就大舉展出802.11ac Wave 2、2×2/4×4多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)晶片,並開始研擬下一代802.11ax標準設計,期大幅推升Wi-Fi傳輸率、連線效率和覆蓋能力,以搶攻物聯網下的智慧家庭網路市場大餅。

搭載MU-MIMO架構 Wi-Fi路由平台飆高速

博通無線連線部門資深產品行銷總監Manny Patel表示,物聯網下有諸多的「物」須要聯網,因此須提升Wi-Fi的表現能力,才能應付大量裝置的聯網需求,而現今家中有太多裝置須同時連線,包括智慧手機、平板和遊戲機,須要同時傳輸高畫質串流影音以及玩線上遊戲,因此博通推出新一代Wi-Fi 802.11ac Wave 2路由器平台,支援八串流(4×4)MU-MIMO設計以提升多部裝置的連線品質。

比起博通上一代六串流5G Wi-Fi 3×3路由器平台,新款5G Wi-Fi路由器平台從3×3天線改至4×4天線,支援八個5GHz串流和四個2.4GHz,使整體Wi-Fi傳輸速度達5.4Gbit/s,提升25%傳輸效能;而且該路由器平台採取MU-MIMO技術,促使四個裝置可同時無線聯網並增進聯網速度。

無獨有偶,Marvell亦於Computex秀出一系列支援2×2或4×4 MU-MIMO天線的802.11ac Wave 2系統單晶片(SoC);特別的是,該公司一舉將SoC製程推進至28奈米,比起現下多落在40奈米以上節點的Wi-Fi晶片,將擁有更高功能整合度的優勢,因而有助其加速導入新一代Wi-Fi、藍牙(Bluetooth)標準技術,打造多功能整合(Combo)方案。

融合Wi-Fi/BT最新標準 邁威爾先攻28奈米製程

圖1 Marvell物聯網產品事業部資深行銷總監Kevin Tang認為,先進製程是推升Wi-Fi Combo晶片效能的關鍵要素之一。
Marvell物聯網產品事業部資深行銷總監Kevin Tang(圖1)表示,Marvell在年初的全球行動通訊大會(MWC)就已展出基於28奈米製程的4×4 MU-MIMO產品及參考設計,以加速802.11ac Wave 2滲透企業、家庭網路設備。年中的Computex,該公司更進一步發揮28奈米設計優勢,加碼推出新款2×2 MU-MIMO,且支援完整藍牙4.2及未來5.0版規格的Wi-Fi Combo晶片。

Tang強調,基於無線射頻(RF)特性,Wi-Fi晶片製程演進的問題一向較數位處理器複雜;然而,Marvell率先突破此瓶頸,將Wi-Fi晶片推至28奈米的全新領域,因此能整合Wi-Fi、藍牙最新標準實體層設計,以及雙頻功率放大器(PA)、低雜訊放大器(LNA)、RF開關等周邊元件,讓電路板所需零件降到最少。

新一代Wi-Fi/藍牙Combo不僅能以MU-MIMO天線顯著提升Wi-Fi傳輸率和頻寬利用率,亦透過802.11mc及未來的藍牙5.0標準,支援尋向技術之角度定位法(AoA/AoD),以實現1公尺範圍內的精確室內定位。Tang透露,藍牙5.0標準預定於2016年問世,屆時將為Wi-Fi和藍牙融合應用開創更大想像空間。

繼802.11ac Wave 2後,業界也開始關注下一代802.11ax和60GHz 802.11ad的進展。其中,Qualcomm Atheros為鞏固在Wi-Fi市場辛苦打下的江山,除力推展2.4G、5G、60GHz三頻Wi-Fi設計外,亦搶先布局802.11ax技術。

加碼研發基頻/MU-MIMO 高通瞄準下世代802.11ax

圖2 Qualcomm Atheros產品管理暨網路事業全球副總裁Todd Antes強調,該公司MU-MIMO晶片已在終端市場取得不錯表現。
Qualcomm Atheros產品管理暨網路事業全球副總裁Todd Antes(圖2)表示,Wi-Fi聯盟正在討論802.11ax標準,以接續802.11ac Wave 2發展。802.11ax的演進鎖定幾個主軸,首先係加入更多基頻技術,如正交分頻多重接取(OFDMA)調變及載波聚合(CA)等,以應變未來的高密度行動/無線異質網路;其次則是上行(UL)MU-MIMO,以加快資料和影音上載至雲端的速度。此外,802.11ax亦可望納入長封包格式,以節省傳輸功率。

Antes認為,802.11ax標準草案預定會在2016年中公布,單串流傳輸率規格上看2Gbit/s,較現有802.11ac標準方案提升約20?30%,乍看之下並未大幅度改進,但其實802.11ax更看重的是點對點(P2P)、異質網路應用;而超高速傳輸就交由60GHz 802.11ad擔綱、長距離/低功耗連線則由Sub-GHz 802.11ah實現,藉此組成更綿密的Wi-Fi網路。

Antes透露,Qualcomm Atheros與母公司高通正共同展開基頻、無線網路設計合作,如802.11ac Wave 2頻寬規格為160MHz,但放眼全球僅中國大陸和北美的5GHz頻段擁有無間斷160MHz頻寬,因此該公司便運用類似長程演進計畫(LTE)載波聚合的方法,將多個分散頻段資源組成160MHz總頻寬。下一階段,802.11ax的UL MU-MIMO亦將沿用此概念,並可望採用與4G相同的OFDMA解調技術,與行動網路更緊密融合。

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