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到2022年底，市面上支持Wi-Fi 6E的設(shè)備將超過3.5億臺(tái)

自動(dòng)頻率協(xié)調(diào)(AFC)和自主定位

確定接入點(diǎn)地理位置的挑戰(zhàn)

u-blox M10技術(shù)平臺(tái)提供多種尺寸芯片和模塊

借助M10系列加快產(chǎn)品上市時(shí)間

本文作者 | Bernd Heidtmann，u-blox標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS產(chǎn)品戰(zhàn)略部產(chǎn)品經(jīng)理；Nabeel Khan，u-blox美洲地區(qū)應(yīng)用營銷經(jīng)理

全球?qū)?a href="http://m.makelele.cn/soft/data/43-44/" target="_blank">通信技術(shù)以及帶寬和吞吐量的需求永無止境，這推動(dòng)著一輪又一輪的無線技術(shù)創(chuàng)新。

在美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)宣布以免執(zhí)照方式開放6 GHz頻段的決定后，Wi-Fi 6E于2021年問世，通過接入更廣的頻譜獲得了極大的好處。市場已為新一代Wi-Fi 6E設(shè)備的推出做好了充分準(zhǔn)備，而人們開始日漸期待下一代Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi 7，其數(shù)據(jù)傳輸速率有望達(dá)到46Gbps。

各代Wi-Fi技術(shù)始終要求用戶獲得頻譜的執(zhí)照，為了在6 GHz頻段中維系類似的秩序，F(xiàn)CC頒布了無線接入點(diǎn)(AP)制造商必須遵守的法規(guī)。

標(biāo)準(zhǔn)功率接入點(diǎn)（定義為發(fā)射功率不超過4W EIRP）制造商必須確保其設(shè)備能通過經(jīng)認(rèn)可的自動(dòng)頻率協(xié)調(diào)(AFC)服務(wù)準(zhǔn)確共享地理位置。這一要求帶來了多項(xiàng)難題，尤其是在接入點(diǎn)目的地是室內(nèi)位置，且無法通過全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)加以輔助的情況下。

在本篇文章中，我們介紹了u-blox如何利用自身在汽車行業(yè)的專業(yè)知識開發(fā)u-blox M10超低功耗GNSS平臺(tái)（點(diǎn)擊下劃線了解更多內(nèi)容），提供高精度集成化定位解決方案。

u-blox M10平臺(tái)的保護(hù)級別功能可滿足FCC規(guī)定要求，定位精度可達(dá)到95%的置信度，對于需要開發(fā)成本優(yōu)化型Wi-Fi 6E接入點(diǎn)，并更快地將產(chǎn)品推向市場的設(shè)計(jì)人員來說，是一種非常理想的選擇。

01.到2022年底，市面上支持Wi-Fi 6E的設(shè)備將超過3.5億臺(tái)

自FCC于2020年決定開放6GHz頻段以來，無線行業(yè)發(fā)展迅猛。Wi-Fi聯(lián)盟預(yù)期FCC會(huì)發(fā)布類似公告，此前一直致力于制定Wi-Fi 6E規(guī)范，因此在公告發(fā)布后，該聯(lián)盟很快啟動(dòng)了Wi-Fi 6E認(rèn)證計(jì)劃，推動(dòng)了Wi-Fi 6E在全球廣泛部署的勢頭。

2022年9月初，日本開始支持在6GHz頻段中運(yùn)行Wi-Fi 6E系統(tǒng)，成為迄今提供相應(yīng)支持的超過22個(gè)國家/地區(qū)中的新成員，目前還有更多國家和地區(qū)計(jì)劃采用這項(xiàng)技術(shù)。

越來越多的制造商正在為包括筆記本電腦、智能手機(jī)和電視在內(nèi)的智能設(shè)備配備Wi-Fi 6E，根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟的估測，到2022年，Wi-Fi 6E設(shè)備的全球銷量將超過3.5億臺(tái)。

這對用戶確實(shí)是個(gè)好消息，但免執(zhí)照使用6GHz頻譜伴隨著一些限制，接入點(diǎn)開發(fā)人員必須充分了解這些限制條件。

為了保護(hù)頻段中已被許可的服務(wù)，美國FCC根據(jù)接入點(diǎn)設(shè)備的傳輸功率水平（決定著這些設(shè)備干擾現(xiàn)有設(shè)備的可能性），將接入點(diǎn)設(shè)備分為三個(gè)類別：

超低功耗接入點(diǎn)，包括手機(jī)和車載接入點(diǎn)

用于室內(nèi)固定用途的低功耗室內(nèi)接入點(diǎn)（5 dBm/MHz，針對80MHz，為250mW EIRP）；

標(biāo)準(zhǔn)功率接入點(diǎn)，能夠傳輸高達(dá)4W EIRP，適用于企業(yè)設(shè)施，例如體育場、運(yùn)輸和物流設(shè)施、制造工廠、園區(qū)覆蓋、市政Wi-Fi，以及需要增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋范圍的大型場所。

在上述三個(gè)類別中，標(biāo)準(zhǔn)功率接入點(diǎn)有干擾現(xiàn)有的6 GHz鏈路的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要某種形式的頻譜協(xié)調(diào)系統(tǒng)以避免干擾。

02.自動(dòng)頻率協(xié)調(diào)(AFC)和自主定位

FCC要求標(biāo)準(zhǔn)功率接入點(diǎn)使用經(jīng)認(rèn)可的自動(dòng)頻率協(xié)調(diào)(AFC)服務(wù)。

根據(jù)頻段的不同，AFC系統(tǒng)的名稱有所不同，但應(yīng)具有相同的核心功能，即：

保護(hù)頻譜的持照用戶，避免優(yōu)先級較低的接入者對其造成干擾（在許多情況下，還要在優(yōu)先級相同的用戶之間進(jìn)行協(xié)調(diào)）。

對發(fā)射信號或分配使用權(quán)限的請求進(jìn)行授權(quán)

強(qiáng)制使用經(jīng)授權(quán)的設(shè)備。

監(jiān)控頻譜分配情況，在某些情況下還會(huì)監(jiān)控實(shí)際使用情況。

AFC服務(wù)包含現(xiàn)有6GHz運(yùn)營商的數(shù)據(jù)庫，其中包含地理位置、頻率、功率水平、天線覆蓋范圍，任何新接入點(diǎn)都必須在數(shù)據(jù)庫中注冊。

在工作期間，接入點(diǎn)需要通過以下方式與AFC交互：

自動(dòng)確定其地理位置，并且測量位置的不確定性。FCC法規(guī)要求以米為單位提供不確定性測量值，置信度需要達(dá)到95%。

每24小時(shí)向AFC系統(tǒng)請求可用信道列表。

（信道可用性請求中必須包括接入點(diǎn)地理位置、接入點(diǎn)序列號和FCCID）。

自主決定使用哪個(gè)工作信道和EIRP。

如果與AFC失去連接，則停止在6GHz頻段上發(fā)射信號，或是回退到低功率模式。

6GHz標(biāo)準(zhǔn)功率有著至關(guān)重要的意義，這推動(dòng)了世界各地的重要監(jiān)管活動(dòng)。

例如，在美國，F(xiàn)CC近期向運(yùn)營商征集意見，并收到了14家AFC運(yùn)營商的提案。

在美國以外，加拿大、韓國和沙特阿拉伯已明確計(jì)劃采用AFC系統(tǒng)，而包括歐盟和巴西在內(nèi)的其他國家/地區(qū)目前正在就此類系統(tǒng)開展研究。

03.確定接入點(diǎn)地理位置的挑戰(zhàn)

如上所述，要配合使用AFC系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)功率Wi-Fi 6E接入點(diǎn)必須能自主確定其位置，而這一要求有可能給接入點(diǎn)開發(fā)人員帶來諸多挑戰(zhàn)。

由于信號被遮擋或多徑反射，許多接入點(diǎn)將無法獲取GNSS定位。為克服這些限制，可部署多種技術(shù)；GNSS數(shù)據(jù)可以與其他定位方法結(jié)合，包括Wi-Fi精確時(shí)間測量、超寬帶(UWB)、藍(lán)牙5.1到達(dá)角和專有射頻系統(tǒng)的飛行時(shí)間(ToF)。

安裝在窗戶附近或室外的接入點(diǎn)可用作“錨點(diǎn)”，結(jié)合使用這些方法，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場其他室內(nèi)接入點(diǎn)的定位。

無論選擇何種方法，都必須使用適當(dāng)?shù)?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/2562/" target="_blank">算法來確定定位精度，確保其達(dá)到FCC要求的95%置信度。這項(xiàng)工作非常復(fù)雜，可能需要額外的技能組合、開發(fā)時(shí)間以及成本，并進(jìn)而影響項(xiàng)目預(yù)算和時(shí)間表。

04.u-blox M10技術(shù)平臺(tái)提供多種尺寸芯片和模塊

M10是u-blox的第十代GNSS技術(shù)平臺(tái)，u-blox GNSS產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過了20余年的技術(shù)積累，銷售量已突破5億臺(tái)。

u-blox M10采用4×4毫米QFN封裝，在連續(xù)追蹤模式下功耗小于15 mW，適用于各種工業(yè)和消費(fèi)使用場景。

提供不同的芯片和模塊外觀尺寸

M10可同時(shí)接收四個(gè)GNSS星座衛(wèi)星信號以提供盡可能高的定位可用性，進(jìn)而確保實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)可靠的定位精度，此外，M10的高射頻靈敏度則大大縮短了定位所需時(shí)間。該技術(shù)平臺(tái)還具備先進(jìn)的干擾、欺騙和射頻干擾減輕功能，

u-blox Super-S技術(shù)進(jìn)一步提高了精度，在信號較弱或使用小型天線的環(huán)境中可提高性能，在采用非視距天線布置時(shí)，可將定位精度提高多達(dá)25%。

M10提供靜止模式，使用M10的接入點(diǎn)可利用“保護(hù)級別”功能（圖 2），這項(xiàng)功能會(huì)考慮所有常見誤差來源，持續(xù)計(jì)算GNSS接收機(jī)的預(yù)期誤差上限，確保實(shí)現(xiàn)FCC要求的95%置信度定位精度。

持續(xù)計(jì)算接收機(jī)預(yù)期誤差上限

u-blox AssistNow服務(wù)可錦上添花，提高u-blox M10 GNSS在充滿挑戰(zhàn)的室內(nèi)環(huán)境中的信號捕獲性能，從而更快速、精準(zhǔn)地提供首次報(bào)告的位置。

05.借助M10系列加快產(chǎn)品上市時(shí)間

Wi-Fi 6E的全球使用率正在迅速增加，根據(jù)ABI的研究數(shù)據(jù)，Wi-Fi 6E接入點(diǎn)的全球出貨量將從2022年的150萬臺(tái)增加到2024年的520萬臺(tái)。

為此，u-blox M10為開發(fā)人員提供了一種快速、低功耗的定位解決方案，可滿足標(biāo)準(zhǔn)功率接入點(diǎn)所需的報(bào)告不確定性指標(biāo)，并提供米級精度解決方案。

此外，M10芯片及相關(guān)模塊和開發(fā)套件可簡化GNSS功能的設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期并加快了市時(shí)間。

審核編輯：湯梓紅