CEVA 通訊連接業(yè)務(wù)部門擔(dān)任總監(jiān) FRANZ DUGAND

讓傳統(tǒng)的家用設(shè)備“智能化”的熱潮正在興起。在智能化家居環(huán)境下，我們已看到了智能音響喇叭、電視機、暖氣和空調(diào)設(shè)備、安保系統(tǒng)、視頻門鈴和健身器材。這股熱潮何時才能結(jié)束？也許將遠早于預(yù)計，如果我們繼續(xù)依賴經(jīng)典的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的話，即常用的802.11n或802.11ac。您可能已有過這樣的經(jīng)歷：您在電視機上播放一部電影，此時您的配偶正在智能自行車練習(xí)機上，孩子們正在看手機或收看另一部電影，而這時您想調(diào)低空調(diào)溫度。設(shè)備反應(yīng)超慢，這應(yīng)該不是我們所憧憬的理想智能家居環(huán)境。新一代的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，802.11ax, 將使我們重回正軌，至少可用于那些支持這個標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

[圖 1 | 如圖所示，無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬經(jīng)歷了很長的發(fā)展歷程]

CEVA 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革新

?實現(xiàn)在擁堵的環(huán)境下獲得更高效率

在帶寬方面，每個用戶的吞吐量提高4倍

?更高的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率

相比現(xiàn)今領(lǐng)先的11ac標(biāo)準(zhǔn)，速度提高25%

?向下兼任低版本

可與較低版本標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)兼容，可加速其升級

?更高的功率效率

延長用戶設(shè)備的電池壽命

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展從未停止，在不斷增加的帶寬基礎(chǔ)上實現(xiàn)了一系列設(shè)計改良，那么問題在哪里？問題就是最初開發(fā)此技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，從未預(yù)見到接入點（AP）需要同步地和我們現(xiàn)在想連接的多臺設(shè)備進行通訊。我們通常采用的標(biāo)準(zhǔn)基于一次使用一個活動的通訊線路，所有其他人必須排隊等待。802.11N 通過支持多路輸入、多路輸出（MIMO）天線，改善了每個站點的帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率，但每次仍僅能通過一個站點和接入點（AP）對話。當(dāng)添加到您的家用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量增加速度高于帶寬增加速度，這些設(shè)備的等待/緩存時間將大大超出您的預(yù)期。

問題在于擁堵。即使在特定的傳輸條件下具有足夠的帶寬，僅有一個站點/接入點鏈接可接入服務(wù)。多用戶MIMO (MU-MIMO) 通過在多個用戶中分割MIMO運行過程，首次允許多個站點和接入點之間可以同步傳輸，從而使上述問題得以改善。具有此功能的第一代產(chǎn)品采用802.11ac (Wave2)標(biāo)準(zhǔn)，可支持多個用戶使用下行鏈接（不適用于上行鏈接），可傳輸四個同步數(shù)據(jù)流。這個設(shè)計相當(dāng)不錯，您可同時和四臺設(shè)備對話，且不會出現(xiàn)通訊不暢的現(xiàn)象，但大多數(shù)智能家居環(huán)境具有的設(shè)備數(shù)量可不止四臺。上行鏈接限制仍是個問題。

進入 802.11ax, 向前邁進了一大步，甚至超越11ac。首先，11ax可支持多達8個同步數(shù)據(jù)流，使傳輸能力翻了一倍。其次，此技術(shù)借用了LTE的一項技術(shù) (稱為OFDMA),可在每個數(shù)據(jù)流內(nèi)將帶寬分割為多個子通道，其中每個通道可用于支持不同的站點。而且11ax具有對稱性；上行鏈接具有和下行鏈接同樣出色的性能和效率。僅就吞吐量一項指標(biāo)而言，11ax比11ac更為快速，而且在具有多臺活動終端的環(huán)境下所產(chǎn)生的擁堵將明顯減少。

對于采用電池供電的設(shè)備而言，11Ax的另一項優(yōu)勢在于運行功率相比11n要更低。11Ax具有一個功能稱為目標(biāo)喚醒時間 (TWT)，可使一臺終端設(shè)備進入深度休眠狀態(tài)，并在預(yù)定的時間喚醒，而不是在不必要的監(jiān)聽狀態(tài)下消耗電能。11Ax標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)通過采用更窄的子通道，還實現(xiàn)了和藍牙和802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)的更好的共存性。對于那些曾經(jīng)打算基于11ah (HaLow)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計的人而言，市場趨勢表明11ah的認可度不高，而且越來越低，因為大多數(shù)具有此類需求的用戶正轉(zhuǎn)而采用11ax 以獲得更大的應(yīng)用靈活度。

如今，您正在規(guī)劃自己鐘愛的全新家庭自動化設(shè)備，您需要無線網(wǎng)絡(luò)的連接能力，但確實不想經(jīng)歷因其他您不想控制的設(shè)備導(dǎo)致的傳輸擁堵，使應(yīng)用體驗大打折扣。您應(yīng)構(gòu)建基于支持11ax標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計（此標(biāo)準(zhǔn)可向下兼容更低版本，純屬偶然）。但您仍受到成本和功耗的束縛，因此您真正需要的是一個單芯片解決方案。而且您的設(shè)計團隊在您應(yīng)用領(lǐng)域是專家，但在無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計領(lǐng)域卻不是。您需要一個交鑰匙型11ax解決方案。

[圖 2 | 單芯片設(shè)計]

CEVA通過其RivieraWaves系列產(chǎn)品為無線網(wǎng)絡(luò)提供支持，根據(jù)Linley報告數(shù)據(jù)，在可授權(quán)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域具有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢。解決方案涵蓋低能耗和成本，到千兆級速率，所有構(gòu)件均采用基于CEVA的XC DSP平臺的硬件電路設(shè)計，現(xiàn)在還在整個產(chǎn)品系列中提供11ax支持。

緊湊型解決方案可適用于單芯片交鑰匙無線網(wǎng)絡(luò)接口，在您具有靈活性需要時，可在本地或主處理器上應(yīng)用軟件協(xié)議堆棧。對于具有成本敏感性的應(yīng)用，RISC-V CPU可對全協(xié)議堆棧和微型控制器級的應(yīng)用軟件進行控制，從而無需增加第三方MCU。對于較為復(fù)雜的應(yīng)用，RivieraWaves解決方案和交鑰匙無線技術(shù)解決方案的運行性能同樣出色，其中內(nèi)置了高性能的應(yīng)用處理器、內(nèi)存和其他IP。