再过两天,“美加墨”世界杯即将拉开帷幕。除了围在电视前观赏这场国际盛事以外,还有不少幸运儿能够到现场观摩。但伴随着汹涌的人潮,运营商需要直面一个头疼的问题——手机因海量用户同时接入而无法上网。
从技术上看,这主要源于四大因素:通道因人多被挤爆、无线频谱有限导致带宽不足、应急基站互相干扰,以及瞬间爆发的数据洪峰直接冲垮传输网和核心服务器。
面对空前的网络负载压力,如何保障海量并行的网络体验,已成为设备开发者首要解决的头等大事。

(AI生成,仅供参考)
一切为了更好的体验
根据实现方法的不同,上网分为有线和无线(蜂窝与WiFi)两种。受ROI(投资回报率)限制,网络容量无法按峰值设计,因此需要方案来应对瞬时数据并发。
在蜂窝连接中,运营商常使用小基站。它具备体积小、部署快、回传灵活和功耗低等特点。根据3GPP规范,无线基站分为宏基站、微基站、皮基站和飞基站。后三者统称为“小基站”,相较于传统宏基站大幅“瘦身”,发射功率通常在 50mW 至 10W 之间,覆盖半径约为 10 到 200 米。
虽然体积远小于传统宏基站,但小基站却“五脏俱全”。
具体而言,则包括三大核心模块:采用高主频SoC、FPGA或ASIC芯片的BBU(基带处理单元),集成处理器与网络接口,是降低功耗和成本的关键;包含PA、LNA及滤波器的RFU(射频单元),负责将数字信号转换为无线电波,或反向接收信号以及由内置或室外天线组成的天线系统,负责无线电波的收发。

(AI生成,仅供参考)
小基站架构示意图
随着网络的演进,小基站一方面需要去满足更多的频段需求,另一方面还需要去增加带宽。再者,同时满足 5G 和免许可频段的容量和数据速率要求也是必要的。此外,还要提高平均功率放大器(PA)的输出功率。
然而,这一要求也增加了PA设计人员的工作复杂性,因为他们需要在提高PA输出功率的同时,保持高线性度和高效率。同时功率限值的提高增加了产生带外失真(Out-of-band distortion)的可能性,导致制造商难以满足频谱发射掩模(SEM)的规范要求。因此,寻找能够提供满足高功率要求 PA 产品的射频供应商,有助于缩短设计周期并减少射频链路(RF chain)中的元器件数量。
当然,除了 PA 以外,作为 RF 组成中的重要组成,极具竞争力的低噪声放大器(LNA)、滤波器、双工器、交换机和前端模块产品组合也是必不可少的。
在室内和企业级场景中,5G 小基站并非孤军奋战,电信运营商希望用户利用公共 Wi-Fi 热点共享 5G 流量,蜂窝与 Wi-Fi 的固网移动融合(FMC)正成为新常态。在这种趋势下,CPE 也成为缓解网络高流量并发的重要补充。特别是随着 WiFi 8 的到来,CPE 在其中的重要性与日俱增。
熟悉这个行业的读者都知道,传统的 CPE 在室内面对多设备连接或邻居 Wi-Fi 干扰时,依然会出现局域网内的延迟抖动。但 Wi-Fi 8 CPE 通过引入创新的物理层与 MAC 层机制,彻底改变了这一现状。
得益于其本身的特性,Wi-Fi 8也能在高密度、多设备、多 AP 的场景下,保证每台设备连接稳定流畅、资源分配公平,提升整体网络可靠性,给用户带来更平顺的使用体验。
借用了 Wi-Fi 8 使系统能够通过多链路操作 (MLO)、多 AP 协作以及跨三个频段的动态调度,以更智能的方式主动分配资源。然而,信号数量的增加也意味着更复杂的干扰环境。由于目标是提供更稳定的体验,Wi-Fi 8 需要解决的核心问题之一已从信号强度转向信号纯度。
总而言之,无论是小基站还是 WiFi,要想使上述设备在实际应用中提供稳定可靠的体验,就需要从主控到射频前端各个环节筑牢高质量的保障底座。而要提升上述设备的能力,首先就要了解设备本身。
Qorvo的应对之策
如上所述,因为小基站对于 PA 和滤波器有很高的需求,因此如何打造先进的 PA 和滤波器是保障其性能的关键。作为一家深耕射频领域多年的厂商,面对这些需求,Qorvo 已然准备了很好的解决方案。
针对种种痛点,Qorvo 在工艺上深耕,打造具有超高带宽、优异原始线性度的 PA,解放基带 DPD 算力。此外,公司还推行了多级全集成模组(FEM),让厂商无需射频调试,像拼积木一样快速部署轻量化小基站。

除了打造领先 PA 及相应射频旗舰赋能小基站外。因应 WiFi 8 对网络的支持,Qorvo 在这上面也有广泛的布局。
从射频角度看,Wi-Fi 8 延续了 Wi-Fi 7 的 4096-QAM、320MHz 带宽及低 EVM 等核心指标,基础规格并无剧变;真正的挑战在于整体架构更加复杂,主芯片厂商正将更多射频相关的复杂难题,交由前端器件厂商来解决。
面对这些问题,Qorvo 提供了包括自适应射频前端、非线性 PA 技术、高集成一体化方案、可扩展系统架构以及更高质量的滤波器等产品,以满足开发者需求。事实证明,在这些解决方案的支持下,用户的 WiFi 8 应用体验水涨船高。
值得一提的是,Qorvo 从传统线性 PA 转向非线性 PA 设计,再配合主芯片平台算法,在提升效率的同时降低功耗的做法,更是当前 Wi-Fi 射频前端的主流方向。
过去,为了信号质量和 EVM 表现,行业着重强调 PA 线性度。但随着非线性 PA 和 DPD 数字预失真算法逐渐成为主流,系统开始在效率和线性度之间重新平衡。又因为 Wi-Fi 8 可能需要支持 12 路甚至 16 路高复杂度射频链路,为了降低多路并发下的功耗,非线性 PA 设计将会成为未来的首选。

来到滤波方面,作为信号“纯净度”的重要守护者,Qorvo 也基于过往的积累,针对 Wi-Fi 8 的需求推出了 coexBoost、bandBoost 和 edgeBoost 三类专属滤波技术。在这些的技术支持下,Qorvo 认为 WiFi 技术可以在高密度、多设备、多 AP 的场景下,保证每台设备连接稳定流畅、资源分配公平,提升整体网络可靠性,给用户带来更平顺的使用体验。
正是在 Qorvo 这一类芯片厂商的“死磕”下,我们的无线网络体验在近年来的高流量变革中取得了重大进展。他们凭借这种锲而不舍的硬核精神,克服了一道又一道常人难以想象的技术关卡。
下次,当你身处万人高歌的演唱会现场,或是身处设备密集的智慧工厂,依然能流畅地刷出视频、发出消息时,请不要忘记,这正是那些小小基站外壳之下,无数颗芯片在疯狂运转带来的成果。
而 Qorvo,毫无疑问是这场无线连接革命中最当之无愧的功臣之一!
*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。
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