一种700MHz/2.4GHz双频WiFi产品设计方案

近日,一位朋友向我展示了一款十分特别的产品,一款同时支持700MHz及2.4GHz的WiFi产品,工作频点很是特别。Google了一下,了解到以下信息:

白空间无线网络(也就是业界之前俗称的超级 WiFi)利用了广电网络50-700MHz的“空白频段”,为县城居民带来超快的无线连接速度,传输距离也大大超出传统WiFi热点(因为各国包括美国的FCC对 WiFi热点的发射功率都有严格的限制)。 随着电视信号从模拟向数字迁移,“空白频段”对于广电网络已经失去意义,但却是Google等IT巨头力推的超级 WiFi的理想传输频段。

与我们日常的 WiFi产品使用的2.4GHz/5,8GHz频段相比,白空间频段的频率要低很多,只有700MHz,不会被水吸收,而且其绕射能力远远强于2.4GHz/5.8GHz。此外,白空间无线网络网络速度也比目前的WiFi、3G或者4G移动宽带技术都要快许多,802.11n无线网络能够以每秒160至300Mb的速度传输数据,但也没法与白空间无线设备每秒400至800Mbps的速度相比。

很明显,这款产品正是WiFi降频产品,也正是面向此类市场。一款能够量产并且成功商用的产品具有较大的参考意义,于是我花了一些时间分析了这款产品并绘制了其原理框图。

700MHzBlockDiagram

熟悉Atheros方案的读者肯定认出了AR7161+AR9223+AR9223就是Atheros著名的参考设计AP96,只不过原版的AP96采用的是AR7161+AR9223+AR9220的方案(想当年本人也是在这个项目上学到了很多)。因为AP96中AR9220工作于5GHz频段,显然这个产品需要的700MHz/2.4GHz双频采用2颗AR9223来做更为合理。

AR7161是Atheros的很少见的独立网络处理器,其主频高达680MHz,具有两个PCI接口,支持DDR内存,非常适合做双频 WiFi设备。AR9223是Atheros的2.4GHz频段IEEE 802.11n 2×2 MIMO MAC/BB/Radio方案,最高无线速率可达300Mbps,是一款十分成功的芯片。

本方案的独特之处就是采用了RFMD的RFFC2071进行WiFi降频,使得产品可以支持700MHz以下的工作频率,RFFC2071的主要特征如下:

  • 85MHz-2700MHz本振频率范围
  • 典型步进1.5Hz
  • 全集成低相位噪声VCO与LO缓冲器
  • 相位噪声典型值为0.18 Degree RMS@1GHz
  • 高线性度混频器
  • 30-2700MHz混频器频率范围
  • 输入IP3可达23dBm

RFFC2071的内部框图如下图所示。

RFFC2071BlockDiagram

发表评论