满足802.11n规范的设计关键

图1：SiGe半导体不久前推出了号称全球集成度最高的802.11n RF前端模块SE2593A。

集成有MAC/基带/RF功能性的产品非常适用于那些以空间为首要指标的应用。Ralink已采取如下方案：在其一块芯片上集成MAC和基带，在第二块芯片上集成RF。例如，Ralink的2.4和5GHz收发器芯片RT2850在一个9×9mm QFN-76封装中集成了一个LNA、下行转换混频器、上行转换混频器、预驱动器、压控振荡器(VCO)、可变增益放大器(VGA)、自动电平控制(ALC)、合成器、同相/正交(I/Q)调制器、I/Q解调器、LDO和三线串行总线。Ralink目前的芯片都是与一个片外PA一起工作，但据称该公司正在开发一款集成式PA。

Broadcom一直以来也只提供双芯片组，不过现在已进一步集成化，推出了BCM4322单芯片802.11n器件。Broadcom产品系列高级市场经理Kevin Mukai表示，新一代产品“集成了目前这一代设计中所需的许多外部元件，从而可节省40%的BOM。”BCM4322集成了两个接收器、两个发射器和一个CPU，是专门设计来与外部PA或前端一起工作的。

Atheros也在提供了CMOS单芯片802.11n产品。例如，它最近推出的AR9280在10×10mm的QFN封装中集成了MAC、基带和2.4/5GHz双频带无线电。

关键规范

在为802.11n设计选择RF前端时，关键的评选项目归纳起来无非是尺寸、性能和成本。尺寸和成本很直观，也容易比较，但决定终端产品成败的关键性能基准是什么呢？SiGe的Poulin认为应该“提供所需的功率，同时满足误差向量幅度(EVM)要求——尤其是突发应用中的动态EVM——并且在低功率水平时能超越EVM规范。”他还指出，满足频谱屏蔽要求和易于系统集成也是重要考虑因素。

Ralink公司市场经理Lillian Chiu认为最重要的考虑因素是：影响长距性能的噪声系数；影响短距性能的1dB压缩点的输出功率；影响峰值吞吐量的I/Q匹配。

Broadcom公司的Mukai则表示：“输出功率、线性度和耗电量是802.11n前端的一些关键指标。输出功率是决定绝对距离的关键因素，而线性度则决定吞吐量和距离之间折衷时的性能。”

图2：Ralink Technology公司已开始付运802.11n RT2800芯片组。

设计挑战

802.11n规范发布之前，集成度方面已有一些相当出色的表现。供应商是如何克服这些设计挑战的呢？

“最大的挑战始终是在小外形尺寸中实现满足多通道、双频带和严格的滤波要求所需的集成度。”SiGe的Poulin表示，“其他主要挑战还包括满足：MIMO系统中严格的通道间的隔离要求(通过精心的RF设计来实现)，以及在MIMO环境中通过多通道发射时更加严苛的带外发射要求(利用线性度更高的功率放大器来实现)。”

Ralink的Chiu也赞同MIMO技术带来了新的挑战。她指出，最大的挑战是“在恶劣的工作条件下达到MIMO OFDM可实现的峰值吞吐量。”

Atheros公司行销副总裁Todd Antes表示：“最大的挑战一直是解决并超越主要客户的要求，通过把解决方案成本降低到普遍可接受的价位来推动802.11n在主流市场的普及。”

很明显地，部分供应商对这一新标准的掌握已达到令人惊喜的专业深度。在设计人员选择所需器件来开发802.11n设计时，这种专门技术将是非常有用的。

作者：Janine Love

Janine Love (editor@writesol.com)是RFDesignLine网站编辑兼自由撰稿人。过去12年间，她一直工作于RF及微波行业。