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6 GHz 和 Matter 将如何改变智能家居?

早前,Qorvo 高级行销经理 Jeff Lin(林健富)参加了一场技术研讨会,做了一场涉及 Qorvo 如何看待智能家居架构、Matter 协议和 WiFi 6E 将如何影响智能家居等话题的演讲。在演讲中,Jeff Lin 还带来了 Qorvo “One Pod Per Room”和 BandBoost 滤波器的介绍,讲述他们如何助力智能家居发展。

Jeff Lin 首先表示,面向 IoT 市场,有包括蓝牙、UWB、Zigbee/Thread/Matter、WiFi 和 LTE/NB-IoT 等几种短距离、近距离和长距离无线技术覆盖。

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Jeff Lin 进一步指出,在 Qorvo 看来,智慧家居会以下图所示的“WiFi Pod”架构搭建。具体而言,就是在每个房间会有一个节点(AP),在该 AP 范围内的设备通过 Zigbee、蓝牙和 Matter 等协议与其进行连接,然后再通过骨干网络(如 WiFi)把所有节点连接起来,进而形成一个无缝且互联互通的智能家居连接方案。

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在过去,不同企业打造的智能家居产品都是独立的生态,相互之间也是信息的孤岛,这就使得本来应该智能家居变得不智能,客户在选择智能产品的时候也有所限制。为了解决这个问题,巨头们便推动了 Matter 标准的诞生。

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据介绍,Matter 是由包括 Apple、Amazon 和 Google 在内的多家巨头推动成立的一个针对智能家居的连接标准。准确而言,该标准是之前的“CHIP 联盟”的升级版本。根据 Matter 的定义和愿景,所有符合其协议需求的产品都能进行互联互通。

“作为一个智能家居重要参与者,Qorvo 也没有缺席 Matter。公司不但早已加入了这个联盟,并且已经有一些产品在做 Matter 协议的相关认证,支持客户打造支持 Matter 的产品。”Jeff Lin 说。

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如前文所说,在 Qorvo 看来,在智能家居中的 Pod 中,WiFi 将会扮演一个重要角色。最近这些年,随着 WiFi 6 和 WiFi 6E 的到来,WiFi 的速度有了大幅的提高,带宽也有了扩大,功能也有了不少的提升。随之而来的是 WiFi 频段的增加,且互相之间不要造成干扰,这就需要高性能的滤波器来实现上述功能。

Jeff Lin 在会上指出,Qorvo 过去多年在滤波器上有很深厚的积累,公司也根据需求,推出了相关滤波器,把 WiFi 的 5G 频段分成高、低两个频段。为了更好地实现这个目标,Qorvo 还针对性地推出了 iFEM 产品,直接把滤波器和 PA 整合到射频前端产品里,让客户很方便地利用该产品解决潜在的需求和挑战。

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据介绍,受惠于 Qorvo 在 BAW 技术上的积累,公司推出的滤波器不但能够做得很薄、很小,在质量方面也有很好的保证。如图所示,黄框内的白色产品是传统陶瓷滤波器,而蓝色实心长方形则代表了 Qorvo 的滤波器尺寸,由此可以看到其体积的优势。这也势必帮助开发者开发出更适合需求的 WiFi 产品。

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借助于 Qorvo 的 BandBoost 产品,开发者也能很容易地实现小型且美观的三频 WiFi 产品的设计。在节省空间之余,还能节省成本,还能缩短产品的上市时间。

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Jeff Lin 表示,对于智能家居而言,其核心是需要把家庭内的所有设备都连在一起。以 Qorvo 设想的 Pod 架构来说,不但需要 AP 和所有设备稳定地连接起来,还需要一个稳定的骨干网络来把 AP 连接起来。为了满足这样的需求,网状网络(mesh)就营运而生了。按照 Jeff Lin 所说,借助一个三频的 WiFi 路由器,可以把 5G 的 High Band 用于 AP 之间的信号传输,5G Low Band 则用于手机、笔记本等终端的连接。

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如下图所示,类似这样的 WiFi mesh 路由器设计有四种选择,其中“2+2+4”是一种成本与效能最佳的 mesh 网络设置。下图展示的数据则说明了骨干网络采用四路设计的好处。而关于这样设计的优劣势,Jeff Lin 在演讲中也进行了探讨。

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随后,Jeff Lin 又对 WiFi 6E 进行了解读。如他所说,WiFi 6E 最大的特点在于给 WiFi 引入了 6Ghz 频段。那就意味着我们不需要采用上述拆分 5G 频段来实现三频设计,而是选择 2.4Ghz、5Ghz 以及 6Ghz 的三频设计。

从下图我们可以看到,WiFi 6E 在全球不少国家和地区获得了支持,有些国家当前还处于评估状态当中。值得一提的是,美规和欧规在 6Ghz 频段的划分上,也有所不同,这是需要开发者注意的。

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“有了 6Ghz 频段以后,我们建议 AP 网络是通过 6Ghz 频段连接,这会带来更好的体验”,Jeff Lin 在会上说。而针对这个新标准,Qorvo 也做好了准备,公司的 FEM 也随时可以给客户提供支持。

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在演讲中,Jeff Lin 还对 WiFi 6E 的法规和骨干网络吞吐量等内容进行了分析。

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