PCB抄板，即在已經(jīng)有電子產(chǎn)品實(shí)物和電路板實(shí)物的前提下，利用反向研發(fā)技術(shù)手段對電路板進(jìn)行逆向解析，將原有產(chǎn)品的PCB文件、物料清單(BOM)文件、原理圖文件等技術(shù)文件以及PCB絲印生產(chǎn)文件進(jìn)行1：1的還原，然后再利用這些技術(shù)文件和生產(chǎn)文件進(jìn)行PCB制板、元器件焊接、飛針測試、電路板調(diào)試，完成原電路板樣板的完整復(fù)制。本文介紹了PCB抄板行業(yè)未來將涉及到的技術(shù)Wi-Fi 6射頻技術(shù)。

1. 802.11ax關(guān)鍵技術(shù)簡介

802.11ax協(xié)議（也稱Wi-Fi 6，Wi-Fi 5指802.11ac）是為了滿足高密度場景下用戶速率和體驗(yàn)需求而提出的。類似于3GPP 5G NR中的eMBB應(yīng)用場景，其目的是提升高密集場景的用戶速率，從而獲得更好的用戶峰值數(shù)據(jù)體驗(yàn)。2013年3月TG（Task Group）工作組成立，2014年開始研究802.11ax標(biāo)準(zhǔn)，2016年提出802.11ax的初始草案，并于2019年正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。

表1. 802.11ax的物理層參數(shù)相對于前兩代技術(shù)的主要不同點(diǎn)

	IEEE802.11n	IEEE802.11ac	IEEE802.11ax
信道帶寬(MHz)	20,40	20,40,80,80+80,160	20,40,80,80+80,160
子載波間隔(kHz)	312.5	312.5	78.125
符號時(shí)間(μs)	3.2	3.2	12.8
循環(huán)前綴長度(us)	0.8	0.8,0.4	0.8,1.6,3.2
MU-MIMO	無	下行	上、下行
調(diào)制方式	OFDM	OFDM	OFDM,OFDMA
用戶數(shù)據(jù)調(diào)制方式	BPSK,QPSK, 16QAM,64QAM	BPSK,QPSK,16QAM, 64QAM,256QAM	BPSK,QPSK,16QAM, 64QAM,256QAM, 1024QAM
信道編碼	BCC(必選), LDPC(可選)	BCC(必選), LDPC(可選)	BCC(必選), LDPC(必選)

相對于前幾代的技術(shù)，802.11ax的新增功能特點(diǎn)主要有如下：

(1). 擴(kuò)展了信號的覆蓋范圍。由于802.11ax標(biāo)準(zhǔn)每符號持續(xù)時(shí)間從原來的3.2us提升到12.8us，更長的發(fā)送時(shí)間可降低終端丟包率和抗多徑衰落；此外802.11ax最小可僅使用2MHz頻寬進(jìn)行窄帶傳輸，有效降低頻段噪聲干擾，提升了終端接受靈敏度，增加了覆蓋距離。

(2). 調(diào)制方式增加1024QAM，提出MCS10和MCS11這兩種高階編碼組合，單流空口吞吐量提升。802.11ac采用的256QAM，每個(gè)符號傳輸8bit數(shù)據(jù)（28=256）。802.11ax采用1024QAM，每個(gè)符號位傳輸10bit數(shù)據(jù)（210=1024）。從8到10的提升是25%，也就是相對于802.11ac來說，802.11ax的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量又提高了25%。空口吞吐量=1/(符號+保護(hù))時(shí)間×編碼效率×調(diào)制階數(shù)×有效子載波數(shù)量=1/(12.8us+0.8us)×5/6×10×980≈600Mbit/s

(3). 最大空間流數(shù)量8，同時(shí)引入上行MU-MIMO。相比于802.11ac協(xié)議，上行不一定再需要獨(dú)立對單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，上下行都可以使用MU-MIMO模式。

(4). 效仿3GPP LTE，11ax引入了OFDMA多址技術(shù)，將最小的子信道稱為“資源單位（Resource Unit，簡稱RU）”。不同的用戶使用不同的RU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從總的時(shí)頻資源上來看，每一個(gè)時(shí)間片上，有多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送，信道的利用率得到了提高。

(5). 802.11協(xié)議是采用載波偵聽沖突檢測（CSMA/CA）作為MAC層的協(xié)議，這表示在同一個(gè)時(shí)間只有一個(gè)無線電設(shè)備可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。如果一個(gè)802.11終端檢測到另外一個(gè)802.11終端的傳輸信號(即PHY層的Header)，其會推遲傳輸。

類似于WCDMA中區(qū)分基站的擾碼，802.11ax中引入了一種新的同頻傳輸識別機(jī)制，叫BSS Coloring著色機(jī)制，在PHY報(bào)文頭中添加BSS color字段對來自不同BSS的數(shù)據(jù)進(jìn)行“染色”，為每個(gè)通道分配一種顏色，該顏色標(biāo)識一組不互相干擾的基本服務(wù)集（BSS），接收端可以及早識別同頻傳輸干擾信號并停止接收，避免浪費(fèi)收發(fā)機(jī)時(shí)間。如果顏色相同，則認(rèn)為是同一BSS內(nèi)的干擾信號，發(fā)送將推遲；如果顏色不同，則認(rèn)為兩者之間無干擾，兩個(gè)Wi-Fi6設(shè)備可同信道同頻并行傳輸。以這種方式設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，那些具有相同顏色的信道彼此相距很遠(yuǎn)，它們之間也不太可能會相互干擾。

(6). 協(xié)議兼容性：802.11ax要求與以往的802.11a/b/h/n/ac都進(jìn)行兼容。802.11ax協(xié)議向前兼容802.11n和802.11a，因此其幀格式里面，除了數(shù)據(jù)之外的前導(dǎo)，包含兼容802.11n的常規(guī)前導(dǎo)和11ax的高效前導(dǎo)。常規(guī)前導(dǎo)包含L-STF（短訓(xùn)練字段）、L-LTF（長訓(xùn)練字段）和L-sig字：

1) L-STF主要用于數(shù)據(jù)同步；

2) L-LTF主要用于粗頻偏估計(jì)；

3) L-sig里面則包含一些用戶和幀的數(shù)據(jù)。L-sig一個(gè)很重要的作用就是區(qū)分常規(guī)幀和802.11ax幀，L-sig重復(fù)則表示802.11ax幀，反之則是常規(guī)幀，它還有一個(gè)重要的作用就是告訴基站發(fā)射機(jī)的編碼方式和幀長。

2. 802.11ax時(shí)域幀格式

802.11ax根據(jù)不同的用途，時(shí)域可以分為4種幀格式。這四種HE PPDU（Presentation Protocol Data Unit，表示協(xié)議數(shù)據(jù)單元）包括HE SU-PPDU（單用戶）、HE MU-PPDU（多用戶）、HE Extended Range SU-PPDU（擴(kuò)展的單用戶協(xié)議）以及基于Trigger的HE PPDU。高效的前導(dǎo)則包含HE-SIG-A、HE-SIG-B（可選）、HE-STF和HE-LTF。其中HE-LTF主要是用來做信道估計(jì)和MIMO檢測。

單用戶的HE PPDU幀格式定義如圖4所示，與擴(kuò)展的HE Extended Range SU-PPDU不同的是該格式的HE-SIG-A不會重復(fù)。

多用戶的HE PPDU幀格式定義如圖5所示，該P(yáng)PDU格式不是Trigger幀的響應(yīng)，而且還應(yīng)該包括一個(gè)HE-SIG-B字段。

HE Extended Range SU-PPDU幀格式如圖6所示，作為HE SU-PPDU的擴(kuò)展版本，它的HE-SIG-A長度變成了以前的兩倍為16us，實(shí)際上是對HE-SIG-A做了重復(fù)。

基于Trigger的HE PPDU幀格式如圖7所示，這種格式主要作為Trigger幀的相應(yīng)，與HE SU-PPDU不同的是它的HE-STF的持續(xù)時(shí)間變成了8us而非4us。

總結(jié)各字段具體的功能見表2。

表2 幀格式各字段含義和功能

字段名	含義	功能
L-STF	Legacy部分短訓(xùn)練序列	接收機(jī)數(shù)據(jù)同步和粗頻偏估計(jì)
L-LTF	Legacy部分長訓(xùn)練序列	細(xì)頻偏估計(jì)和前導(dǎo)的信道估計(jì)
L-SIG	Legacy部分信令字段	承載編碼速率和長度信息
RL-SIG	Legacy部分信令重復(fù)字段	區(qū)分是否是802.11ax幀
HE-SIG-A	HE部分信令A(yù)字段	承載用來說明PPDU的信息
HE-SIG-B	HE部分信令B字段	承載多用戶信息
HE-STF	HE部分短訓(xùn)練序列	MIMO傳輸中提升自動增益控制估計(jì)
HE-LTF	HE部分長訓(xùn)練序列	信道估計(jì)和相位跟蹤
Data	承載PSDU的數(shù)據(jù)	承載用戶數(shù)據(jù)信息
PE	數(shù)據(jù)包擴(kuò)展字段	爭取更多的處理時(shí)間

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