从DBDC技术看无线高传输速率演进难点

电子发烧友网报道（文/李宁远）无线通信是现在的研究热点，在无线接入技术领域，双频并发（DBDC）技术一直是一项关键的技术。该技术允许路由器设备在2.4GHz和5GHz频段上同时进行并发通信，从而提供更高的吞吐量和更稳定的连接性能。双频并发，Dual Band Dual Concurrent，是真正能够实现同步双频的无线接入技术。
 
从单频到双频率
 
Wi-Fi设备被允许工作在2.4GHz和5GHz两个频段上，当我们同时使用2.4GHz和5GHz双频段，就相当于通信的带宽增大了，网络传输速率也得到了增强。双频的好处在于如果某一频段网络状态存在延迟或信号差，通过另外一频段设备依旧可以获得稳定良好的Wi-Fi信号。
 
根据Wi-Fi两个频段的工作模式的不同，目前有单频单发SBSC、双频单发DBSC以及双频双发DBDC。单频单发即最常见的设备只能单独工作在2.4GHz频段或者5GHz频段，只配有一个完整的基带处理模块和一个完整的RF前端。
 
双频单发是包含了两个完整的基带处理模块的，但仍然只有一个RF前端，只能选择一个频段进行工作。虽然是双频但是不能并发，自然也不能提供更高的吞吐量并提供更稳定的连接性能。
 
双频并发DBDC是完整包含了两套完整的基带处理模块和RF前端，能够同时支持设备工作在2.4GHz和5GHz两个频段。一般来说，目前的终端侧是DBSC，而路由器侧已经很多可以支持DBDC了。
 
现在也有双频自适应并发的工作模式，支持链路聚合等多种连接方式，可以为终端用户带来更加便利的无线使用体验。
 
Wi-Fi芯片DBDC的难点
 
引入DBDC技术是有难度的，尤其是在现在的WiFi 6芯片中，可以看到采用DBDC技术的只有国外少数芯片大厂。这个挑战，尤其体现在隔离、高集成度PA和LNA以及PA低功耗三个设计上。
 
DBDC技术因为是在2.4GHz和5GHz频段同时工作，因此不可避免地会存在互相干扰。不论是采用两块IC还是在同一IC内部实现DBDC，都会存在双频之间的互相干扰。这需要在整个IC在设计上就开始改进物理分区和电气分区。物理分区上干扰源独立布置且加屏蔽罩，实现电路与干扰源的隔离，避免产生干扰。电气分区上尽可能避免传输降压问题，RF输入输出端也要避免设计得太过紧密。为了使双频段能同时高速工作，微波射频电路抗干扰设计需要格外注意。
 
其次高度集成的PA和LNA主要是为了契合现在芯片集成化、小型化的趋势。尽可能减少电路板面积和成本，当然高集成度的发展也的确给射频电路设计带来了不少困难。
 
众所周知，在无线射频芯片中PA在其中的功耗占比是非常大的。而通信类芯片在各类终端中的应用都需要提供尽可能长的续航时间，如何在不影响PA性能的情况下尽可能把功耗做低，是顺利引入DBDC技术其中关键的一环。
 
除了现在很多PA采用的低功耗CMOS 技术，其他技术如GaN PA也开始已快速发展并开始应用，都是为了PA能具备更优的能效。在将能效作为电池续航时间和散热的关键指标的更高功率水平的应用中，解决功耗是当务之急。
 
小结
 
无线技术的发展日新月异，现在的无线芯片在DBDC的基础上又开始向多频并发连接演进，随着硬件设计配合技术逐渐更新迭代，未来无线领域的传输速度还会更高，同时可靠性也会进一步提高。