千兆无线互连：60GHz毫米波技术助力解决无线带宽危机

器还可解决设计工程师每天都要面对的电磁干扰（EMI）问题。电子信号在任何导体中传输时都会产生电磁干扰，包括线缆和印刷电路板，但是在大多数设备中，物理接口是这些恼人的无线电"噪音"的最大来源。当速率达到千兆级时，如何抑制接口产生的电磁干扰并防止其干扰其他无线功能，对于设计工程师来说成为了一项主要的系统级挑战。该问题将会增加系统整体开发的工作量以及每件产品的单位成本。通过消除物理接口，许多系统级的电磁干扰问题也将随之消失。正如我们很快就能看到的，无线连接器解决方案，如SiBEAM的Snap技术可帮助设计工程师解放创造力，实现更轻雹功能更强的移动电子产品，并延长在现实生活环境中的使用寿命。

3、应用和市场机遇

免执照60GHz频段可提供千兆级的超高速数据传输，对该频段的广泛应用将能够满足在可预见的未来会产生的用户需求。用于定义这些应用的许多指导方针均基于毫米波无线电独一无二的传播特性。包括：

•   在毫米波频率上，射频信号的表现相比传统无线电更像光线。所以，在该频段上的早期应用都限制为视距应用。而现在情况大有不同，使用最新的创新技术如自适应波束形成和波束控制实现的应用可为消费者提供所期望的可靠的非视距应用体验。

•   60GHz信号在空气中传播时会发生衰减，这个现象会大大限制其使用范围。为了向消费者提供他们所期望的无线互连体验，这个问题必须得以解决，而这需要系统级专业知识以及无线电和天线设计领域的专业能力。

•   此外，不同于2.4GHz和5GHz信号，60GHz射频无法穿过大多数墙壁。这使得60GHz技术成为需要在同一个房间内提供良好用户体验的应用的理想选择。

乍看之下，这些问题可能导致毫米波频段的使用颇受限制，但实际上合理定义相关应用恰恰能将这些短板变成了"特性"，为用户和制造商提供独一无二的优势。这些应用可大致分为三类，主要依据覆盖范围来定义。

3.1.千兆无线连接器

无线连接器，又称短距离数据链路（Close Proximity Data Link），可在最长10mm的距离内为消费电子产品和电脑提供高带宽I/O。采用SiBEAM的Snap无线技术可实现前景无限的毫米波接口。高数据吞吐量使其成为创建无线底座设备解决方案或设备间同步互连应用的理想选择。以12 Gb/s双向无线吞吐量为亮点的Snap技术能够完全替代USB、HDMI或DisplayPort接口来实现数据和视频的传输。Snap技术可与无线充电技术结合使用，帮助设计工程师真正实现没有任何物理接口的设备（图3）。

图2.千兆无线连接器应用

3.2.室内无线互连

毫米波技术还可通过提升无线网络容量来增强现有的Wi-Fi网络。现实情况中，目前最适用于实现上述功能的现行标准之一是IEEE 802.11ad，即Wireless Gigabit，简称WiGig。该标准为运行于60GHz频段的802.11网络定义了一个全新的物理层，致力于实现下一代Wi-Fi网络以减轻在2.4GHz和5.0GHz频段可预见的网络拥挤。

现有的802.11ad规范包含一个增强版的标准802.11媒体访问控制（Media Access Control, MAC）层，支持高达7Gb/s的数据速率。完善的标准已建立完毕，早期产品也已上市，同时802.11ad认证项目正由Wi-Fi联盟不断推进和实现。

图3.a)该实例说明802.11ad标准如何将Wi-Fi扩展至毫米波频段

b)该实例说明WirelessHD技术将如何在消费电子产品间实现"等同于HDMI"的无线互连

当使用基于IP的数据包协议传输视频流的802.11ad标准刚刚建立和兴起时，基于60GHz WirelessHD标准的产品已经上市约10年了。WirelessHD标准用于在高清音频/视频设备间实现视频内容的传输，如高清电视机、硬盘录像机、个人电脑、移动设备以及其他消费电子产品，支持该标准的产品能够提供像使用线缆一样近乎零延迟的1080p60全高清视频和多声道音效体验。WirelessHD技术的高吞吐量和低延迟特性是提供无线多媒体娱乐和高度互动体验的无线游戏和虚拟现实应用的最佳选择。WirelessHD无需电缆即可实现"等同于HDMI"的用户体验，并使用7GHz通道支持最高28 Gb/s的数据速率，支持2D、3D格式以及4K视频流。

得益于易于使用以及优秀的性能，首批上市的WiHD笔记本电脑、智能手机、数字电视、视频投影仪以及虚拟现实头盔（VR headset）广受好评。举个例子，乐视的MAX1智能手机已经在中国市场获得了肯定和人气，很大程度上是由于其集成WiHD接口。在WiHD的帮助下，用户能够通过无线的方式将在MAX1上进行的游戏、播放的电影或其他视频内容映射到视频投影仪、LCD显示屏或其他高清显示屏上。如果用户拥有的设备不支持WiHD，通过