多模式WLAN芯片的设计考虑
发布时间:2007/8/23 0:00:00 访问次数:439
在过去的两年里,WLAN在高新技术市场领域可谓星光熠熠。由于802.11b技术通过低成本和简单易用的产品提供了高达11Mbps的无线以太网连接能力,企业和家庭用户迅速的接受并采用了802.11b。几家OEM制造商甚至在802.11b标准最终出台之前就推出了WLAN产品,尽管这种做法使得各种早期的产品之间出现了不兼容问题,但随着消费者对互通性产品的需求的增加以及供应商们严格的遵守互通性要求、遵守最终形成的标准和WiFi联盟的认证,使得互通性问题得到了解决。后来,业界对WLAN更高性能的不断追求导致了802.11a标准的诞生。同802.11b相比,802.11a能够在更窄的网络带宽内以54Mbps的高速度进行数据传输,因此提高了频宽利用率。可是一开始,市场并不接受802.11a,因为它采用了截然不同的5.2GHz频段,而早已在市场上广泛运营的802.11b网络是在2.4GHz频段。因此,仅仅持有802.11a网卡的用户就不能够与市场上已经运营的超过2,000万个b的接入点进行通信。
最新的WLAN技术标准是802.11g,IEEE计划在2003年年中确定其最终的标准规范,WiFi联盟也计划在2003年夏天结束之前完成互通性测试以及最终的产品认证。同以前一样,g的最终标准还没有出台,一些供应商就迫不及待的向市场推出了g的产品。而这些产品很可能会与最终标准出台后的产品不相容,势必将拖慢整个市场前进的步伐。同以前的b和a相比,802.11g有许多重要的性能改善,例如具有更快的数据传输速度、可象a那样具有强健OFDM功能、可以象b那样运行在同一个无须取得授权的开放性ISM频段等等。实际上,与b产品的后向兼容性并非仅仅是g产品可能具有的功能,而是g标准中一条重要的规定。
对于设备OEM和ODM 而言,WLAN技术从b演进到a、再演进到g,令他们有机会推出满足不同标准的产品;而运营商和消费者出于对已有投资的保护,不愿频繁的更新已有的系统或设备。这导致了WLAN产品出现了多种产品类型,包括:
※ 仅支持g标准的产品:对于普通消费者和家庭市场而言,采用硅架构的g设计应该是具有市场前景的低成本方案。因为这个市场的用户并不在意终端产品是否会与a基站相兼容;当终端是混合性的g和b技术产品时,他们也不关心网络性能的高低;更不需要支持大量的终端节点。
※ 融合性或双模式的产品(a+b):这种产品允许两个网络同时运行,相互之间不产生干扰。因此为企业用户提供了a 所具有的高性能,同时也后向兼容了b。
※ 多模式产品(a+b+g):这些产品将为客户提供最佳的性能体验。多模式产品由于能够根据系统容量、信道负载以及用户收发信息的组成部分,在a、b或g网络间进行动态的选择或切换,因此为用户提供了无缝的WLAN网络接入能力。多模式产品使得客户能够充分利用g具有的大覆盖特性和a所支持的更高用户密度。而且,由于g标准在2.4GHz和5.2GHz两个频段中都可使用,企业终端节点就可以在这两个频段之间更加平滑的切换。多模式产品除了能够给企业用户提供如此多的优点外,如果其产品网络的结构被合理设计和建设的话,在成本上也不会输于单模式或双模式的产品。从这种意义上来说,多模式产品很可能成为设备OEM 、ODM和IC供应商注目的焦点。
最新的WLAN芯片组使上述的多种产品组合成为可能,但OEM和ODM 仍然面临艰苦的抉择,因为IC和方案供应商们已经分化选择了不同的技术道路,而不同的无线架构对多模式WLAN网络系统的整体性能、操作易用性、体积大小和功耗,都将产生直接的影响。因此,半导体公司们必须为无线系统集成商提供最好的技术,以帮助他们将多模式产品的总体成本降到最低。
IC供应商们总是在性能、成本和产品上市时间这三个问题之间权衡着,而系统集成商的各种设计考虑也与IC供应商的各种设计考虑交织在一起,彼此之间相互影响,使整个WLAN市场变得复杂化。下面是四个主要的设计考虑:
1.低中频与零中频架构
射频接收器前端传统上是基于外差式或超外差式架构的,这种架构通过一个或多个中频阶段来达到不错的选择性和灵敏度。可是,典型的外差式或超外差式射频电路需要用到大量的分立元件,这将增加系统集成的难度。大规模市场应用要求WLAN系统向低成本架构发展,这使得信道的滤波功能可通过选择直接转换和超低中频(VLIF)架构来推向更低的频率,直接转换也叫做零中频(ZIF)。
在选择接收器方案时,除了价格,器件排布和器件数目外,还需要仔细检验接收器的性能,系统兼容性及集成的难易程度。设计者必须认真考虑的一个问题是零中频射频架构是否最满足无线数据系统的要求,还是在超低中频架构能更好的满足系统性能和应用要求时。
零中频主要的优点就在于成本。这种架构已经被证明是一个不错的选择,它能够降低离散滤波的要求,减少电路板面积、元器件数量和系统功耗,也为降低成本和加快产品上市指明了方向。另外,零中频在射频端为镜像信号抑制和中频信道选择减少了昂贵的射频滤波器件,提高了系统的集成度。
零中频架构已经在
在过去的两年里,WLAN在高新技术市场领域可谓星光熠熠。由于802.11b技术通过低成本和简单易用的产品提供了高达11Mbps的无线以太网连接能力,企业和家庭用户迅速的接受并采用了802.11b。几家OEM制造商甚至在802.11b标准最终出台之前就推出了WLAN产品,尽管这种做法使得各种早期的产品之间出现了不兼容问题,但随着消费者对互通性产品的需求的增加以及供应商们严格的遵守互通性要求、遵守最终形成的标准和WiFi联盟的认证,使得互通性问题得到了解决。后来,业界对WLAN更高性能的不断追求导致了802.11a标准的诞生。同802.11b相比,802.11a能够在更窄的网络带宽内以54Mbps的高速度进行数据传输,因此提高了频宽利用率。可是一开始,市场并不接受802.11a,因为它采用了截然不同的5.2GHz频段,而早已在市场上广泛运营的802.11b网络是在2.4GHz频段。因此,仅仅持有802.11a网卡的用户就不能够与市场上已经运营的超过2,000万个b的接入点进行通信。
最新的WLAN技术标准是802.11g,IEEE计划在2003年年中确定其最终的标准规范,WiFi联盟也计划在2003年夏天结束之前完成互通性测试以及最终的产品认证。同以前一样,g的最终标准还没有出台,一些供应商就迫不及待的向市场推出了g的产品。而这些产品很可能会与最终标准出台后的产品不相容,势必将拖慢整个市场前进的步伐。同以前的b和a相比,802.11g有许多重要的性能改善,例如具有更快的数据传输速度、可象a那样具有强健OFDM功能、可以象b那样运行在同一个无须取得授权的开放性ISM频段等等。实际上,与b产品的后向兼容性并非仅仅是g产品可能具有的功能,而是g标准中一条重要的规定。
对于设备OEM和ODM 而言,WLAN技术从b演进到a、再演进到g,令他们有机会推出满足不同标准的产品;而运营商和消费者出于对已有投资的保护,不愿频繁的更新已有的系统或设备。这导致了WLAN产品出现了多种产品类型,包括:
※ 仅支持g标准的产品:对于普通消费者和家庭市场而言,采用硅架构的g设计应该是具有市场前景的低成本方案。因为这个市场的用户并不在意终端产品是否会与a基站相兼容;当终端是混合性的g和b技术产品时,他们也不关心网络性能的高低;更不需要支持大量的终端节点。
※ 融合性或双模式的产品(a+b):这种产品允许两个网络同时运行,相互之间不产生干扰。因此为企业用户提供了a 所具有的高性能,同时也后向兼容了b。
※ 多模式产品(a+b+g):这些产品将为客户提供最佳的性能体验。多模式产品由于能够根据系统容量、信道负载以及用户收发信息的组成部分,在a、b或g网络间进行动态的选择或切换,因此为用户提供了无缝的WLAN网络接入能力。多模式产品使得客户能够充分利用g具有的大覆盖特性和a所支持的更高用户密度。而且,由于g标准在2.4GHz和5.2GHz两个频段中都可使用,企业终端节点就可以在这两个频段之间更加平滑的切换。多模式产品除了能够给企业用户提供如此多的优点外,如果其产品网络的结构被合理设计和建设的话,在成本上也不会输于单模式或双模式的产品。从这种意义上来说,多模式产品很可能成为设备OEM 、ODM和IC供应商注目的焦点。
最新的WLAN芯片组使上述的多种产品组合成为可能,但OEM和ODM 仍然面临艰苦的抉择,因为IC和方案供应商们已经分化选择了不同的技术道路,而不同的无线架构对多模式WLAN网络系统的整体性能、操作易用性、体积大小和功耗,都将产生直接的影响。因此,半导体公司们必须为无线系统集成商提供最好的技术,以帮助他们将多模式产品的总体成本降到最低。
IC供应商们总是在性能、成本和产品上市时间这三个问题之间权衡着,而系统集成商的各种设计考虑也与IC供应商的各种设计考虑交织在一起,彼此之间相互影响,使整个WLAN市场变得复杂化。下面是四个主要的设计考虑:
1.低中频与零中频架构
射频接收器前端传统上是基于外差式或超外差式架构的,这种架构通过一个或多个中频阶段来达到不错的选择性和灵敏度。可是,典型的外差式或超外差式射频电路需要用到大量的分立元件,这将增加系统集成的难度。大规模市场应用要求WLAN系统向低成本架构发展,这使得信道的滤波功能可通过选择直接转换和超低中频(VLIF)架构来推向更低的频率,直接转换也叫做零中频(ZIF)。
在选择接收器方案时,除了价格,器件排布和器件数目外,还需要仔细检验接收器的性能,系统兼容性及集成的难易程度。设计者必须认真考虑的一个问题是零中频射频架构是否最满足无线数据系统的要求,还是在超低中频架构能更好的满足系统性能和应用要求时。
零中频主要的优点就在于成本。这种架构已经被证明是一个不错的选择,它能够降低离散滤波的要求,减少电路板面积、元器件数量和系统功耗,也为降低成本和加快产品上市指明了方向。另外,零中频在射频端为镜像信号抑制和中频信道选择减少了昂贵的射频滤波器件,提高了系统的集成度。
零中频架构已经在