得翼通信創(chuàng)始人、CEO王子明博士
在上海世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC上海）期間，得翼通信發(fā)布了全球首款RPU，面向Wi-Fi、5G和無人機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域，以“用數(shù)字造射頻”的顛覆性創(chuàng)新理念，重構(gòu)移動(dòng)通信射頻系統(tǒng)新范式。
得翼通信RPU芯片
網(wǎng)絡(luò)成為改善用戶體驗(yàn)的瓶頸
當(dāng)前，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端，在計(jì)算性能上已經(jīng)出現(xiàn)很大的冗余，消費(fèi)者對(duì)于處理器性能提升不再敏感，不過網(wǎng)絡(luò)卡頓依然在困擾著用戶。以家居場景為例，路由器老化或者用戶距離路由器距離稍遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)卡頓的感覺就會(huì)非常明顯。
在王子明看來，網(wǎng)絡(luò)成為提升用戶體驗(yàn)的掣肘，一個(gè)重要原因是射頻器件發(fā)展速度慢，用戶很難通過增加投入來獲得更好的射頻性能，目前智能手機(jī)和路由器上已經(jīng)在使用世界上最好的射頻材料。“得翼通信和射頻器件大廠看待和定義問題的角度是不一樣的，我們認(rèn)為射頻器件性能已經(jīng)落后用戶真實(shí)需求5-10年的時(shí)間。”如下圖所示，這是得翼通信的創(chuàng)業(yè)理念，在沒有RPU的加持下，目前的射頻性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于真實(shí)的通信需求，成為算力網(wǎng)絡(luò)時(shí)代最大的瓶頸。
得翼通信的市場邏輯
生活中，Wi-Fi是我們常用的一種通信網(wǎng)絡(luò)，今年初Wi-Fi聯(lián)盟正式宣布Wi-Fi 7認(rèn)證計(jì)劃，帶動(dòng)更多公司推出支持Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。Wi-Fi 7將頻段從2.4GHz-5.8GHz擴(kuò)展到6GHz，支持高達(dá)320MHz通道帶寬，傳輸速率可以達(dá)到最大30Gbps。單純從數(shù)據(jù)來看，Wi-Fi 7的出現(xiàn)是讓人非常興奮的，然而即便Wi-Fi 7引入MLO和4096-QAM等技術(shù)來避免網(wǎng)速降低、卡頓、掉線等情況，但高頻Wi-Fi穿透性差易衰減依然還是會(huì)讓用戶感受到Wi-Fi 7的“局限性”。
對(duì)于Wi-Fi路由器輻射范圍逐漸縮小這個(gè)問題，王子明指出，射頻指標(biāo)就是大帶寬需要大功率，同時(shí)希望系統(tǒng)省電，然而這三個(gè)指標(biāo)是兩兩矛盾的。因此，在路由器上輸出帶寬越來越寬，有效覆蓋面積就會(huì)越來越小，Wi-Fi 6在最高網(wǎng)速上的覆蓋范圍只有Wi-Fi 5的一半，Wi-Fi 7在最高網(wǎng)速上的覆蓋范圍也只有Wi-Fi 6的一半。“最好的網(wǎng)絡(luò)是讓用戶忘記網(wǎng)絡(luò)的存在，不再關(guān)心是Wi-Fi 6還是Wi-Fi 7。”
傳統(tǒng)射頻器件是模擬器件，如果只是通過改善射頻器件性能來提升網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，是線性化的，并且成本非常高昂。“如果一個(gè)射頻器件的輻射范圍不夠，是否可以通過兩個(gè)射頻器件來增大功率呢？這個(gè)投入產(chǎn)出比是很低的，當(dāng)前射頻器件主要依靠砷化鎵、氮化鎵材料堆料來提升性能，功率、帶寬和功耗三大指標(biāo)均由射頻材料來決定，因此需要更多的冗余設(shè)計(jì)才能夠讓系統(tǒng)穩(wěn)定工作，大概2倍的成本投入可能帶來35%的性能提升。打一個(gè)比方：把再多的馬車連在一起也得不到一列火車。”王子明稱，“得翼通信的RPU所實(shí)現(xiàn)的功能類似于眼鏡。射頻發(fā)射時(shí)部分指標(biāo)由數(shù)字芯片來實(shí)現(xiàn)，剩余指標(biāo)追求射頻材料的極限，以此來保證射頻性能一直高水平輸出。”
數(shù)字實(shí)現(xiàn)射頻更具成本優(yōu)勢
得翼通信用“Space X”理念打造的RPU
從器件性能來說，得翼通信的RPU和目前宏基站中數(shù)字預(yù)失真（DPD）芯片的原理是一樣的。不過，宏基站中DPD芯片的價(jià)值是非常昂貴的，“得翼通信要做的就是將具有這樣功能的芯片以消費(fèi)電子的成本實(shí)現(xiàn)，讓路由器和無人機(jī)等應(yīng)用也可以用。”
從宏基站到消費(fèi)電子，前向預(yù)失真技術(shù)需要面對(duì)四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：
·小型化和成本的要求；
·環(huán)境對(duì)射頻的影響，對(duì)算法的極致要求；
·更高的帶寬、更高的調(diào)制，對(duì)線性化的要求；
·即插即用支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)，完整的射頻系統(tǒng)要求。
得翼通信RPU芯片采用先進(jìn)的AI架構(gòu)和數(shù)模混合預(yù)失真補(bǔ)償算法。王子明介紹稱，“在我們的RPU芯片中采用了非常多的AI知識(shí)和架構(gòu)，這是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)控制的AI架構(gòu)，里面有一個(gè)純物理的射頻器件的反模型，針對(duì)射頻信號(hào)受到的溫度、環(huán)境、老化等多方面的干擾，我們的AI架構(gòu)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的訓(xùn)練，模型中有一個(gè)反向的訓(xùn)練系統(tǒng)永遠(yuǎn)都在工作，以此來更新我們的物理反模型，模型的反應(yīng)是微秒級(jí)的，能夠?qū)崟r(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。”
在下圖所示的demo演示中，采用得翼通信RPU的射頻通信板被人體觸摸，整個(gè)射頻周邊的電阻、電容都已經(jīng)被人體干擾，不過此時(shí)所有的失真都由得翼通信RPU芯片在前向去導(dǎo)入相反失真量，最終輸出的信號(hào)水平并沒有下降，信道依然非常干凈。
得翼通信RPU的demo演示
對(duì)于普通消費(fèi)者而言，得翼通信RPU帶來的最明顯的改善是路由器穿墻和有效覆蓋能力的增強(qiáng)。王子明表示，“目前市面上最好的路由器在輸出最高網(wǎng)速的時(shí)候是幾十毫瓦的功率，到很低網(wǎng)速至少輸出500毫瓦功率，此時(shí)能夠連接但沒有網(wǎng)絡(luò)。借助得翼通信RPU芯片，在500毫瓦的時(shí)候也能夠滿速，讓信號(hào)不失真，解決目前Wi-Fi使用場景中的痛點(diǎn)問題。”數(shù)據(jù)指出，目前90%以上的室內(nèi)流量通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)承載，但是其中有82%的用戶體驗(yàn)不滿意，主要是連接不順暢、網(wǎng)絡(luò)卡頓和信號(hào)不穩(wěn)定。Wi-Fi 7的到來只是提升了峰值速度，并沒有改善Wi-Fi的覆蓋面積問題。
根據(jù)得翼通信的實(shí)際測試，傳統(tǒng)路由器增加RPU后比網(wǎng)上買的高端千元路由器信號(hào)強(qiáng)度還高10倍，可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)200平米全屋覆蓋，并且無死角、無帶外干擾，降低網(wǎng)絡(luò)擁堵，使得設(shè)備安裝和維護(hù)的成本更低。
針對(duì)RPU芯片的性價(jià)比優(yōu)勢，王子明解釋說，“這個(gè)性價(jià)比實(shí)現(xiàn)的過程就像埃隆·馬斯克的SpaceX公司造火箭一樣，在芯片實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過程去降低成本。同時(shí)，我們的RPU芯片并不是純數(shù)字的芯片，而是一個(gè)數(shù)字模擬射頻混合芯片，里面搭載大量復(fù)雜算法。所以，這個(gè)芯片的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)并不是某一個(gè)點(diǎn)，而是整個(gè)系統(tǒng)性工程，無法通過修改優(yōu)化傳統(tǒng)芯片來實(shí)現(xiàn)。”
目前，得翼通信提供從IP到芯片，再到模組和系統(tǒng)的完整的參考設(shè)計(jì)。
結(jié)語
正如王子明所言，RPU的加入一定會(huì)增加通信射頻方案的成本。不過得翼通信定義的射頻問題并不是成本，而是當(dāng)前的射頻性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到用戶的需求。因此，對(duì)于得翼通信來說，教育市場是非常關(guān)鍵的，相信隨著搭載得翼通信RPU芯片的方案逐步進(jìn)入市場，用戶對(duì)于射頻性能的接受度將逐漸改變，體驗(yàn)的差距會(huì)幫助得翼通信培育市場需求。
