您的位置: 主页  >  新闻中心  >  行业新闻  > 远距离无线wifi模块厂家WIFI模拟信号网络远距离传输技术

远距离无线wifi模块厂家WIFI模拟信号网络远距离传输技术

发布日期:2021-11-17  浏览次数:2305

远距离无线wifi模块厂家WIFI模拟信号网络远距离传输技术,无线AP(AccessPoint)是组建无线局域网的常用设备,承担连接有线网和无线网的作用,大型远距离无线wifi模块厂家公司中常用AP实现局域网的大面积覆盖,可将所有接入终端连接至同一网络进行集中管理。在企业级大面积覆盖的情况下,面积越大意味着所需AP数量越多,便会产生较高成本问题。基于WiFi信号远距离传输技术的新型AP便可通过将WiFi基带与射频天线分离,以集成多片芯片的WiFi基带控制多个远端天线,实现低成本覆盖。远距离无线wifi模块厂家WiFi信号远距离传输可采用数字信号远距离传输和模拟信号远距离传输两种方式实现,其中,数字信号远距离传输的拉远部分需要调制解调模块将射频线传输的数字信号转换为模拟信号,成本较高,而模拟信号远距离传输的拉远部分则只需射频器件搭建收发通道,成本较低。故着眼于WiFi模拟信号远距离传输,针对其射频单元提出实现方案。进行远距离无线wifi模块厂家WiFi模拟信号的远距离传输,带来以下几方面挑战:一个挑战是可传输的模拟信号频段较少且频率较低。对而言信号频率越高插损越大,需将传输频率限制于140MHz以下的低中频才能降低插损至可接受范围,带来的问题包括拉远AP需实现变频功能才能进行WiFi射频信号收发,以及当AP实现802.11ac/802.11n双协议工作时,需划分频段使2.4G和5GWiFi低中频信号在上传输时不会混叠干扰。第二个挑战是存在较高底噪。经仿真与测试得到热噪声达到?145dBm/Hz,结合高插损的特性,低中频信号经传输后信噪比会降低,需通过增大输入功率等方法降低热噪声对收发信号性能的影响。第三个挑战是WiFi宽带信号经过长距离铜线传输后,会出现频率选择性衰落。这种现象主要是由于WiFi宽带信号低频段与高频段在导体中传播衰减不一致而造成,会影响无线wifi模块厂家WiFi信号在不同子载波上的信噪比。主要设计难点在测距与补偿电路的设计,考虑到拉远部分必须采用低成本方案,不能对基带相位进行正确测距,需通过仿真确定误差容限,再考虑对距离进行粗估计的方案。WiFi模拟信号无线远距离传输射频单元的研究工作分析了芯片化方案的可行性,其实现与验证对芯片设计提供了参考。

远距离无线wifi模块厂家WiFi模拟信号远距离网络传输关键技术,包括WiFi协议、MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)和D-MIMO(Distribute-MIMO)系统等,对WiFi模拟信号远距离传输常用架构优缺点进行分析,确定采用超外差变频方案为解决方案,完成WiFi模拟信号远距离传输射频单元的设计与验证。基于模拟拉远带来的挑战,针对可用频段低、热噪声高、频率选择性衰落采取以下措施:
(1)针对可用频段低这一挑战,通过超外差变频方案将天线接收5G/2.4GWiFi射频信号变频至低中频,低中频频段相距20MHz,通过使用双工器、低通滤波器等器件,提高隔离度,防止5G/2.4G收发通道相互干扰。
(2)针对热噪声高这一挑战,提高输入功率大于5dBm,使传输信号满足信噪比需求。对于发射信号功率固定的发射通道,该方法易于实现,但对于接收通道?20~80dBm如此大的动态范围,接收通道需具备根据输入功率自动配置增益的功能。设计难点在于接收增益档位的划分以及前后接收通道增益档位的同步。
(3)针对频率选择性衰减这一挑战,在射频收发通道上添加分立器件搭建的预均衡器来均衡带内波动,通过仿真预先得到100m波动值和预均衡器均衡量,然后再由仪器测试进行验证。先对远距离无线wifi模块厂家WiFi模拟信号远距离传输射频单元的应用场景进行介绍,结合商用AP性能指标及802.11ac/802.11n协议规范,提炼出射频单元总体需求,依据总体需求对射频关键指标逐一分析和总结,然后完成射频单元的设计与实现,通过射频单元性能与系统联调测试,得到测试结果与预算对比分析,以此论述WiFi模拟信号远距离传输的可行性,为芯片化方案提供参考。

远距离无线wifi模块厂家WIFI关键技术

2.2.1WIFI协议从1997年一代WiFi标准802.11到2009年第四代WiFi标准802.11n,再到2013年第五代WiFi标准802.11ac,每一代WiFi标准都以提高速率为目标。由于802.11n无法满足如今无线用户逐渐增多,WiFi接入终端数大量增加的现状,802.11ac标准应运而生[3]。下文从工作频段、信道带宽、调制方式和空间流数等影响吞吐速率的方面对比802.11n和802.11ac两个WiFi协议。

2.2.1.1802.11n802.11n协议是WiFi技术发展历程上的重要一步,传统802.11a/b/g协议的无线电设备采用技术克服多径影响,而802.11n协议使用MIMO技术利用多径传输来提升WiFi通信性能。

远距离无线wifi模块厂家WIFI模拟信号远距离传输关键技术及研究现状,实际应用中802.11n协议的实际吞吐量并不高,为此提出了专为5G频段设计的802.11ac协议。

2.2.1.2802.11ac802.11ac协议保留了802.11n协议的优点,延续使用MIMO技术来利用多径提高吞吐量。除了工作频段只采用5G频段,相较于802.11n协议,802.11ac做出了以下几点改进:
(1)增加了80MHz和160MHz两种信道带宽,提升了吞吐量。
(2)调制方式高可达256-QAM,码率高5/6,进一步提升了吞吐量。
(3)改进了单用户MIMO,多可以支持8×8MIMO,并且引入了多用户MIMO,多可以支持4个用户同时接入。

2.2.2远距离无线wifi模块厂家MIMO

MIMO技术即多输入多输出技术,利用无线传输信道中的多径现象,将劣势转变为优势以改善通信性能。对于一个MIMO系统,收发机需支持多天线收发,从而在收发机之间通过同一信道发送多个空间流,可使信号获得阵列增益、分集增益、复用增益和干扰抵消等,从而获得更高的传输速率。根据不同收发天线数目,MIMO系统可以分类为:SISO(单输入单输出)、MISO(单输入单输出)、SIMO(单输入单输出)和MIMO等。根据不同实现方式,MIMO技术包括空间复用、空间分集和波束赋形等类型。
(1)空间复用是MIMO提升吞吐速率的主要方式。系统将高速数据流分为多路低速数据流,编码后通过多根天线发射,经不同空间信道衰落后,在接收端并行接收。在不改变信道带宽的前提下,可以同时传输单个用户的多个数据或多个用户的数据,获得更高的数据传输速率。
(2)空间分集是一种间接提升吞吐速率的方法。系统通过正交编码的方式使用多根天线发射同一数据,减少了信道衰落、提高了信噪比,从而使收发链路可使用更高阶的调制编码方式来提升吞吐速率。同时,接收端通过将信息区分合并,能够获得分级增益。
(3)波束赋形能够通过形成波束来将传输信号能量集中,提升信号质量,降低信号串扰。802.11n多支持4×4MIMO,802.11ac多支持8×8MIMO。实现MIMO需要多天线系统支持,天线越多,系统的复杂性、成本越高。目前的主流AP天线数一般小于4根,而终端天线数一般小于3根。

2.2.3D-MIMO

D-MIMO技术可以通过将不同位置的天线进行联合数据发送,使其他天线发送的信号都由干扰信号变为有用信号。D-MIMO技术协调了不同AP的空间数据流,通过协调不同AP天线上下行的数据传输,提升传输质量与速率,保证单用户的吞吐量随用户数量逐步上升,是高密度组网解决干扰、提升速率的关键技术。实现D-MIMO技术验证,需要多个AP之间的协同合作,对WiFi模拟信号远距离传输来说,重点在于同时实现多个AP的模拟拉远。在2.3中提出的WiFi模拟信号远距离传输常用架构,都兼顾了D-MIMO的实现。

应用场景目前

远距离无线wifi模块厂家WiFi的应用场景可分为三类:家庭环境、企业环境、校园与城市网络。由于家庭环境中无线路由实用性更广,所以承载WiFi模拟信号远距离传输的AP主要应用于需求更高的企业、校园与城市网络当中。随着企业办公逐步走向移动化,企业需改善以往有线连网方式,建设更为方便的无线接入网络。而对于企业WiFi来说,实现大范围覆盖、保证信号质量是主要难题。常见解决方案便是通过增加AP数量来提升WiFi信号的覆盖范围和连接速率。模拟信号远距离传输的企业WiFi覆盖解决方案。通过WiFi模拟信号远距离传输,可以实现单个AP的大范围覆盖,使用FAU替代吸顶式AP,多个FAU通过同一BPU集中管理,由于FAU只包含射频单元部分,体积较小且成本较低,更方便的实现了原本多个AP达到的覆盖范围。与企业环境相同,在校园与城市网络中覆盖范围也是网络面临的大挑战。通过WiFi模拟信号远距离传输,也能够实现成本极大降低,但同时校园与城市网络对模拟拉远的距离要求更远,设计难度更高。
QQ咨询
微信咨询
联系电话
18681563125
返回顶部