博通WICED应物联网而生 “波束成形+LDPC”铁拳组合提高无线连接性能

博通WICED应物联网而生 “波束成形+LDPC”铁拳组合提高无线连接性能

　　最近，博通举行了“嵌入式设备无线互联网无线技术”讲座，会上，博通无线连接业务产品营销总监孔海泉总结回顾了博通公司2014年—2015年无线技术领域的发展情况，并结合发展趋势讲述了博通无线技术在相应市场领域的应用，同时，在此次会上博通还发布了三款新产品，其中两款是基于汽车及物联网市场的无线连接芯片，一款采用了最新的5G Wi-Fi技术的BCM89359，另一款采用了Bluetooth Smart技术的BCM89072。第三款是基于北斗的新型GNSS芯片BCM47748，该芯片不仅支持健身手环等设备，此外，其只需极小的功耗就能实施精确定位。

　　博通无线连接业务产品营销总监孔海泉

　　无线连接横跨多领域与市场 WICED开发平台针对家庭物联而生

　　据悉，当前无线连接已经横跨多个市场、多个领域，并且各自拥有非常多的技术标准和规范要求。这无疑会对无线连接开发者造成更多的困难，比如说无人机中的Wi-Fi，其与普通消费类电子中的Wi-Fi存在很大的区别，尤其是其覆盖范围要求广，甚至要超过两公里，在这种情况下，如何保证产品能够迅速高速连接是产品设计过程中必须要考虑的问题，要解决该问题，不是仅靠加一个射频芯片就可以解决，还要考虑功耗、Wi-Fi、控制和数据连接的可靠性，换言之，这对发送端到接收端都提出了非常高的要求。

　　据孔海泉介绍，HomeKit、Google Wear、HealthKit、Apple CarPlay、Google Fit这些技术的标准正在快速推动，不同的应用场景，使得无线连接方案供应商要做出不同的设计，而博通有专门的技术、市场和产品研发人员在跟踪这些技术标准，在博通的产品里面都有实现。“比如说，关于HomoKit平台，博通已经做好的产品是无线互联嵌入式的解决方案(WICED)。它是无线连接的嵌入式解决方案，或者针对嵌入式的无线连接方案，也是博通一个完整性方案的代名词。从医疗、家用厨房，包括湿度计、加湿器类似的这些产品，小到一个智能水杯，大到家庭里面的冰箱、空调、灯具，诸如此类的产品现在都有客户或者厂家在用博通的WICED方案。随着越来越多产品的开发和投放市场，无线互联最重要的就是互操作性或者连接性。”他解释道。

　　此外，目前博通WICED方案工程设计团队正在为各种产品提供一个稳健的网络协议栈，使其能够在Wi-Fi网络中进行自我识别以及被智能手机识别，从而加速联网设备的上市过程。目前支持HomeKit的WICED方案不仅有助于开发人员专注于优化其联网设备的用户体验，而且还能够助于将这些产品更快的市场化。

　　整体而言，WICED方案是针对家庭物联而生。据孔海泉介绍，该方案主要包括三部分：第一部分是WICED Wi-Fi，这是针对对功率和宽带有特殊要求而设计的Wi-Fi解决方案;第二部分是WICED Smart，即低功耗蓝牙。第三部分是WICED SmartBridge，就是蓝牙和Wi-Fi组合在一起使用的方案。目前，博通WICED方案已经实现了家庭的应用，通过Wi-Fi、蓝牙、NFC诸如此类的无线技术，对于家庭的娱乐活动、安全、日常生活实现语音、音频以及烟雾实现了有效的控制。除此以外，监控市场也已经从警用行业的应用逐渐渗透到该家庭解决方案当中。

　　那么，WICED方案究竟有何优势呢?首先，其定制化程度高，博通通过与合作厂家的配合，搭建软件和硬件的基础型架构，但是芯片在硬件上提供更多的CP和资源，提供更多的内存以供使用，以此来保证方案的灵活性。其次，应用功能全面，其包括了现在整个家庭或者整个跨行业应用的多方面，诸如安全、自动化、连接，包括多种方式的控制或者连接性的要求。其三，WICED SmartBridge可供蓝牙与Wi-Fi混合使用，这对于很多实际上需要多种无线连接接入的设备而言无疑十分重要。蓝牙、Wi-Fi、红外等原有的产品接入到家庭物联的网络，都需要很多技术，例如蓝牙的自主网概念等。对于这些要求，博通WICED SmartBridge方案可以实现跟互联网或者跟云端的对接。诸如音频配合蓝牙，实现Wi-Fi和蓝牙的多方式语音输入。

　　无线解决方案需攻克互操作性等多重难关 博通与厂商展开精诚合作

　　由于众多的应用平台的标准一样，这给无线连接方案的设计带来了不少的麻烦，不同的应用平台要求要有与之相适应的无线连接方案，这也对无线连接方案带来了挑战，当前需要攻克的难关包括互操作性、安全性、无缝连接、概念到产品等。

　　孔海泉表示：“互通性或连接性或兼容性，是保证一个产品在用户层面能够快速推广的最关键的要素。针对这一问题，我们需要做到安全和认证。所以当解决易用性的时候，安全变成很重要的问题。”博通不仅仅在芯片的层面做了不少的安全策略，同时还在基站、数字、射频方面做了很多安全性的策略，而在整体性的无线解决方案当中，博通还配合合作厂家、云厂家、技术标准组织，把安全性的产品的设计实现在各个环节。

　　比如说目前家庭照明方面，蓝牙最新的技术组织之中，它的4.2标准关于安全性有专门的要求是基于互联网安全性的要求。不仅要求芯片支持蓝牙4.2，还要在芯片的基础上，以及在业务层面增加很多安全性的认证，这是跟合作厂家一起推广来做的。另外，互联设备的无缝连接或者他们之间的切换是非常重要的，这要求软硬件的集成度要非常高。

　　除了互操作性以外，无缝连接同样十分重要，在这方面需要做到软件与硬件之间的高度集成，什么是无缝连接呢?诸如互联网电视、智能电视、机顶盒等这些产品的遥控器以前是通过红外线进行控制，而现在由蓝牙来控制，但是这项改变并未达到预期的结果，因为消费者已经习惯了使用红外线的方式来进行控制。另一方面，通过红外线的控制方案在使用过程中能够迅速生效，但是蓝牙并不能做到这点，如果采用蓝牙这种方案的话，必须要求蓝牙处于打开状态，因为蓝牙无法做到立刻生效，假如一直打开蓝牙的话，又会大幅增加了功耗。从这样一个简单的无缝连接案例中，我们可以看出无缝连接的重要性。针对上述情况，博通在低功耗的状态下保持快速的连接方式这一问题做了大量工作，有一个新的技术叫无线唤醒。

　　最后是如何快速实现将一个“概念”变成一个商用化产品。孔海泉向记者介绍：“移动物联产业不同于其他的市场产品具有现有的‘模板’，在此过程中面临的挑战是，怎样让我们的产品和设计适应这么多定制化的需求，我们需要提供一个完整的参考设计。这个完整的参考设计就是博通现在做的。我们要快速把原形落地，把解决方案迅速落到最后的产品。”

　　为解决该问题，博通与合作厂家展开了精诚的合作，这些厂商包括元器件厂商、软硬件厂商以及设备制造厂商。这才使得博通的方案具备完整性、预集成性和预测试性。

　　首先是完整性，博通在推出芯片的解决方案的同时，也配合其他诸如MCU、传感器芯片厂商，尽量的降低功耗、成本和芯片尺寸，此外，谈及完整性，通常而言需要软硬件集成，博通在其开发的组件上功能化后，还把Wi-Fi、蓝牙等技术完美的融入进去，其通过与360、腾讯等互联网企业合作的过程中，把这些企业对于业务云要求的接口预置到开发组件中。如此一来就可以保证下游制造厂家在开发它们产品的时候无需再做相关工作。

　　其次是预集成性。对于当前的电子产品而言，其对集成度的要求越来越高，其不仅可以减小空间，同时也将降低成本，当然，这也对技术带来了挑战提出了新的要求。例如，基于QQ物联和腾讯的标准化概念设计Wi-Fi和蓝牙的方案，其中包括博通的蓝牙SOC方案，SOC的低功耗Wi-Fi方案，家庭物联方案等。

　　最后是预测试性，在当前众多的家庭互联公司中，更多的是粗放型的公司，虽然这些公司有非常高的热情，但是其对于技术标准组织并不是很熟悉，甚至有些小公司的规模不足以让他们成为这些标准组织的成员。因此，预测试可以把这些标准组织的一些标准化的测试，一些规范认证的东西，在产品的前期准备阶段完成。这对于小公司而言无疑是省时又省事。

　　“波束成形+LDPC”提高无线连接性能 RSDB技术力助芯片能力更强

　　随着人们对手持设备的网速要求逐渐提高，当前单一的2.4G Wi-Fi已经很难满足消费者的需求，基于此情况下，第五代Wi-Fi传输技术5G Wi-Fi(即802.11ac)顺势而生，全球有线和无线巨头博通作为世界首家推出该技术的芯片商，目前已经推出了多款5G Wi-Fi芯片，诸如苹果、三星、HTC等手机厂商均采用了博通5G Wi-Fi芯片。

　　简而言之，5G Wi-Fi与当前的2.4G Wi-Fi相比，它不仅仅解决了网络拥堵等问题，同时还改善了播放质量以及信号质量等。不过，由于5G Wi-Fi技术十分复杂且处于发展初期阶段，因此，5G Wi-Fi要想普及还需一段时间，尚且还处于从2.4G Wi-Fi向5G Wi-Fi过渡的阶段，现在市场上不少的手机已经均支持5G Wi-Fi，且很多的AP也都支持双频Wi-Fi(2.4G Wi-Fi和5G Wi-Fi)。

　　为提高5G Wi-Fi的连接性能，博通采用了波束成形和LDPC技术组合使用的解决方案。波束成形是一种源于天线的技术，采用该技术的前提是必须采用多天线技术(如MIMO技术)。目前，波束成形已经成为5G Wi-Fi技术规范的一部分，已经不可或缺。其不仅可应用于多种设备，此外还可提高无线连接的性能。主要原因在于波束成形能控制射频能量的方向，将其引向打算要接收信号的接收器，从而提高无线连接性能。该技术甚至还能让无线信号绕过墙角或穿过墙壁，从而消除Wi-Fi网络的盲点。这对于5G Wi-Fi而言其意义不言而喻。

　　除了采用波束成形技术以外，LDPC技术同样是提高无线连接性能技术中的一部分。LDPC是一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，它不仅拥有良好的性能(接近Shannon)，而且译码复杂程度也较低，结构十分灵活，目前已经广泛应用到了深空通信、光纤通信、卫星数字视频及音频广播等领域。当上述两种技术组合使用时，其能够提高整体的无线覆盖范围和速率并扩大其连接范围。

　　孔海泉也向记者介绍：“波束成形及LDPC已经成为5G Wi-Fi的关键技术，这两个技术最重要的解决WIFI在更高的吞吐和更广覆盖范围的问题。以LDPC来说，LDPC精密度校验可以通过软件和硬件实现，此时它的速度和功耗都会影响到芯片校验。我们的LDPC芯片是完全通过硬件算法的方式实现，所以在速度方面和整个功耗方面是业界做的最好的。”

　　同时，孔海泉还强调，5G Wi-Fi的另一个重点就是射频指标，因为5GWi-Fi不光是在基带上提出要求，实际上，它在射频方面通过采用5G频段使其能够承受更多的数据。其还打比方说：“原先的产品是基于2.4GHz只有14个信道，所以你只能修一条路、两条路，最多是HT40，但是在5GHz上可以做HT80、HT160。在这块今天博通应该是业界唯一可以把IPA(内置PA)能够做到跟外界同样的性能，如果业界其他公司要做Wi-Fi的话，都要加IPA，以此弥补其在硬件设计方面的不足。这将涉及到功耗、成本及兼容性等问题，博通跟其他企业的不同之处在于我们通过这些在软件和硬件基础上的实现。”

　　此外，其还指出，博通年初推出了一款新的芯片BCM4359，该芯片采用了一个革命性的技术——RSDB(同步双频、实时双通道)。其可同时实施多任务，而且完全独立。他解释道：“当你的手机在上网时需要保持网络连接，与此同时，你在保持网络连接时需要与投影仪连接，或者与家里的Wi-Fi音响、电视连接，有很多这种多连接的共性的方式，今天我们的RSDB很好的实现了这个功能，他可以实现高吞吐量低延迟，所以对游戏语音和很多业务要求可以达到非常完美的体验。”

　　2x2 MIMO组合芯片BCM4359通过采用RSDB技术，从而实现同时连接2.4G Wi-Fi与5G Wi-Fi，此外，其还改善了在同时使用多个应用时出现的吞吐量及延迟问题。在此次会上，博通还推出了另一款支持RSDB技术的5GWi-Fi芯片BCM89359，该芯片主要面向汽车市场，同样是一款2x2 MIMO芯片。BCM89359针对与增强型无线应用和功能丰富的系统无缝互动进行了优化，是首款专门针对多频段并发汽车信息娱乐及远程信息处理工作而构建的WLAN组合芯片。(责编：王琼芳)

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