讓以往動作遲緩的設備「變得敏捷」分秒必爭。在智慧家庭中,我們已經可以看到智慧喇叭、電視、暖氣及空調、保全系統,視訊門鈴及運動器材。而其終點在哪裡?如果我們持續仰賴典型的Wi-Fi,一般來說就是802.11n或802.11ac,那可能就會比我們想得要快很多。

你可能有過這種經驗:在你的另一半騎著智慧型單車時,你將電影串流至電視上,小孩則在滑手機或串流另一部電影,而你想要把空調調低…反應慢到像在用爬的,跟我們所想像的完美智慧家庭有那麼點差距。次世代Wi-Fi 802.11ax將讓我們回到正軌,至少針對那些已經準備好支援此標準的裝置。

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如圖所示,Wi-Fi頻寬獲得長足進展。
(來源:CEVA)

透過頻寬持續增加的一系列改善,Wi-Fi穩定進步;那問題在哪裡?問題在於一開始制定標準時,並未預期到會有一個接取點(AP),需要同時與數個我們希望立刻連線的裝置通訊。通常我們所使用的標準會假設每次一條活躍的通訊線路;其他的都必須排隊等待。

802.11n透過支援多輸入多輸出(MIMO)天線,改善每個站點的頻寬及資料傳輸率,但每次仍然只有一個站點能與AP通話。當你在家庭網路內新增裝置數量快過頻寬時,那些裝置通常需要等待/緩衝比您預期要更久的時間。

問題在於壅塞。即使在任何既有傳輸內有可用頻寬,每次只能服務一個站點/AP連線。多使用者MIMO (MU-MIMO)透過分開複數使用者間的MIMO運作,首次實現複數站點及AP同時傳輸,改善了這種現象。此功能的第一代出現在802.11ac (Wave2)標準中,支援複數使用者的下行鏈路(但不包括上行鏈路),最多允許達4個的同時資料流。

這相當令人滿意;你可在不降速的情況下同時支援4個裝置的對話,但大部分的智慧家庭都已經擁有超過4個以上的裝置了。但上行鏈路的課題仍然存在。

進入802.11ax後往前跨了一大步,甚至超越了11ac。首先,11ax支援最多達8個同時資料流,容量加倍。接著又從LTE (即OFDMA)商借了一個小訣竅,將每個資料流內的頻寬分為複數子通道,每個通道都能用來支援不同的站點。

且因為11ax為對稱式;上行鏈路的表現及效率與下行鏈路的同樣優異。光以吞吐量來看,11ax開始的速度比11ac更快,且在有多個活躍端點的環境內將會明顯較不壅塞。

對電池供電裝置來說,另一項優勢是比在11n中更低的能量運作。11ax提供一項稱為目標喚醒時間(TWT)的功能,讓端點能進入深層睡眠,並在設定的時間甦醒,而非將能量花在不必要的傾聽上。歸功於使用更窄的子通道,此標準同時也提供與藍牙及802.15.4更佳的共存性。

對那些考慮以11ah (HaLow)進行設計的人來說,市場趨勢顯示對11ah的接受呈現疲軟衰退,因此等級內大部分有需求的使用者都為了追求更卓越的彈性,轉而投向11ax懷抱。

現在,你要規劃新家的自動化裝置、你想要有Wi-Fi連線,但真的不想要因其他未操作裝置所造成的壅塞,而不得不妥協的使用者經驗,你應該選擇支持11ax規格(順帶一提,此標準為向下相容)。受限於成本與能源,因此你會非常需要單晶片解決方案,你的設計團隊可能是該應用的專家,但不熟悉無線標準及設計。

一站式11ax解決方案可以解決你的困難。例如CEVA的RivieraWaves系列支援Wi-Fi,解決方案涵蓋從低功耗及成本,至Multi-Gig傳輸速率,全部都以硬佈線安裝的方式建構在CEVA的XC DSP平台上,目前該系列也支援11ax。

體積精巧的解決方案可做為單晶片一站式Wi-Fi介面的目標,讓您能夠從本地或在主機處理器上(需要此彈性時)適應軟體協定疊。針對成本敏感應用,RISC-V CPU能夠管理全協定疊及微控制器等級應用軟體,省去新增第三方MCU的需求。

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打造單晶片解決方案
(來源:CEVA)

針對較複雜的應用,RivieraWaves解決方案的表現與一站式Wi-Fi 解決方案相同優異,與較高效能應用處理器,記憶體及其他IP一同嵌入。