基于IPQ5332搭载Vanchip线性FEM设计之新一代WIFI7无线接入设备方案

日期2025-09-01

随着经济的快速发展,移动设备的快速更新换代,无线接入设备的高吞吐也随即跟上时代的步伐。新一代 Wi-Fi 7(802.11be)无线接入设备(以下简称 AP)设计应运而生,无线稳定性能均有较大提升,适用于高密高带宽低时延、AI 大数据服务器无线接入、元宇宙、XR 远程协作、XR 远程医疗、XR 互动教学等创新场景。

 

2.4GHz 和 5GHz 频段免授权频谱有限且拥挤,现有 Wi-Fi 在运行 VR/AR/AI 等新兴应用时,不可避免地会遇到QoS 低的问题。为了实现最大吞吐量不低于 30Gbps 的目标,Wi-Fi 7 引入 6GHz 频段,并增加新的带宽模式,包括连续 240MHz,非连续 160+80MHz,连续 320 MHz 和非连续 160+160MHz。

 

  1. 本方案设计主控平台采用高通IPQ5332搭载QCN9224,PA放大器采用Vanchip的新一代WIFI7线性FEM,2.4G采用VC5371-11*4,5G采用VC5771-21*4和6G采用VC5871-11*4,同时支持 2.4 GHz (2x2 MIMO)、5 GHz (4x4 MIMO)和 6 GHz(4x4 MIMO)三频,整机 10 条空间流,速率可达 20.865Gbps,让用户享受光纤般的无线体验。
  2. Wi-Fi 7 协议的目标是将 WLAN 网络的吞吐率提升到 30Gbps 以上,并且提供低时延的接入保障。为了满足这个目标,整个协议在 PHY 层和 MAC 层都做了相应的改变。相对于 Wi-Fi 6 协议,Wi-Fi 7 协议带来的主要技术变革点如下:

3. 本设计产品具备 IP68 防水防尘等级和大范围宽温工作能力。工业级电源设计,三个电源冗余输入(两个 PoE++ 和一个 48V 适配器)以降低系统断电和丢失数据的可能性。多种安装方式:吸顶、壁挂、室外、抱杆等安装方式,可广泛的应用于室内、室外、工业机房等各类恶劣环境场景的 WLAN 覆盖。

 

4. 原理图设计

2.4部分原理图:

5. 5G部分原理图:

6. 6G部分原理图:

7. FEM无源调试

5G无源网分调试:

6G无源网分调试图:

8. PCBA无源调试后实测TX数据:

2.4G的TX数据记录:

5G实测TX数据记录:

6G实测TX数据记录:

 9. FAQ环节:

 

    1. Q:WIFI7的输出速率最大达到多少?

        A:WIFI7的新标准最大传输速率可达30Gbps。

 

    2. Q:相对WIFI6来说,WIFI7有哪些明显的提高?

        A: WIFI7除了上面的传输速率外,在IEEE标准,频带,带宽,调制方式,安全协议和多输入输出都要提高。

 

    3. Q: 6G频段的最高带宽是多少?

        A: 最大支持到BE320M-MCS13。

 

    4. Q: Vanchip的VC5871是线性还是非线性fem?

        A: VC5371-11,VC5771-11和VC5871-11都是WIFI7的线性fem。

 

    5. Q: Vanchip的fem的匹配参数可以固定不调试吗?

        A: 一般客户的FEM的TX/RX/ANT走线和匹配位置参数都可能不一样,都会根据原厂提供loadpull进行无源调试到合适位置后再进行测试,如果性能没有到最好,再做微调优化。

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1.支持 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 三射频同时提供业务,2.4G 频段最大速率 0.688Gbps,5G 频段最大速率 8.647Gbps, 6G 频段最大速率 11.53 Gbps,整机速率 20.865Gbps; 2.G 频段可灵活切换为 5G 频段,工作在 5GL+5GH 频段,完美兼容 6G 频段还未放开的地区; 3. MIMO:10 条空间流,2.4GHz: 2×2:2,5GHz: 4×4:4,6GHz/5GHz: 4×4:4;(可软件切换*)MIMO: 10 space flow, 2.4GHz: 2×2:2,5GHz: 4×4:4,6GHz/5GHz: 4×4:4; (dynamically switch*); 4. 支持 2 个 2.5GE 电口和 1 个 10G SFP+插槽,且两个电口都支持 PoE 供电。AP 设备电源设计采用了 IEEE802.3bt 以太网供电 (PoE++) 并具有双冗余输入,可以在这两个(PoE)输入与辅助 (DC) 输入之间平稳过渡。 产品设计可使用最多三个电源(两个 PoE 电源设备 (PSE) 电源和一个交流/直流插墙式适配器辅助电源),使 AP 设备能够实现 PoE 到辅助电源和 PoE 到 PoE 电源连接之间的平滑过渡(如果主电源被移除或发生故障),以降低系统断电和丢失数据的可能性; 5. 为了提高 802.3bt POE++给 AP 系统供电的安全、稳定性,AP 同时应用更高效率、安全的正激同步整流电源方案,由于其较好的输出电压瞬态控制特性和负载特性使得整机供电更高效、稳定、安全; 6. 支持 AC 集中管理,进行管理和运维,节省网络运维成本。

►方案规格

1. 频段(2.4G,5G 和 6G)支持 IEEE802.11be 标准,兼容 IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax 标准; 2. 支持 320 MHz 频宽,Multi-RU,多链路操作和多 AP 间协调等技术; 3. 支持高达 30 Gbps以上的吞吐量,供低时延的接入保障; 4. 支持 AP 自动上线功能; 5. 支持 802.11k、802.11v 协议的智能漫游; 6. 支持 802.11r 协议的快速漫游(≤50ms); 7. 支持 MESH 一键组网; 8. 支持高级蜂窝网共存ACC。

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