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同样在星巴克，为什么你边上用苹果手机的妹子可以连上WIFI信号，而你的手机连不上？特别是在选择高速的5GHz wifi通道的时候？此外，在家里也会特别明显，当我们选择5GHz wifi通道的时候，从客厅移动到卧室，苹果手机还有比较强的信号，而大部分国产手机几乎都没有信号了。现在手机上都是采用802.11ac了，都支持2.4G/5G双频道，但是要获得更高的速度就得选择5GHz频道。未来，wifi将升级到千兆比特更高速度的802.11ax，必须运行在5GHz以上，你的手机能连上新wifi时代吗？并且，这个新wifi时代很可能就与新5G时代融合。这里面有很多故事，让我来与大家一起科普一下。
先来看一张受访的专家手绘的珍贵照片，后面我们展开的系列故事都与这个图片有关。
图：Wifi终端及路由器各方案及技术平台比较
不论是Wifi射频器件还是4G/LTE射频器件，它的性能都由四要素决定：功率、线性度、效率以及带宽。这四个要素本身相互制约，相互矛盾，所以要这四个要素都实现“高”指标非常难，而业界更是希望能在经济便宜、宜于集成的CMOS工艺上实现高性能，这个是难上加难，特别是随着wifi技术的演进，对线性度的要求越来越高。
如图左上方，在比较早的2.4Ghz wifi时代，手机端，MTK与博通等公司已能实现在CMOS工艺上将wifi射频全集成，提供all in one的SoC方案，并且能在满足当时线性度与效率需求的情况下，实现20dBm的功率，满足wifi手机用户的需求。所以，在2.4Ghz wifi时代，对于手机终端，all in one 一统江湖，独立的wifi ap已被集成了，没有市场了。
如图右上方，对于2.4Ghz wifi时代的路由器端，它需要比手机端更大的功率。如果还是采用上面的MTK与博通等公司全集成SoC方案，只能实现20dBm的功率，因为其中数字基带芯片的电压承受力只能是3.3v。所以，一些高端路由器选择了外挂一颗Skyworks或者是Qorvo的GaAs的PA，功率可以达到26dBm，这两家供应商基本垄断这一市场。不过，在2008年，杀出来一家新兴的基于CMOS工艺的PA公司——RFaxis（简称RFX，已在今年5月被Skyworks收购）他们在2012年成功推出26dBm，性能可以媲美GaAs的CMOS PA，由此抢占了部分2.4G/5V的路由器市场。“因为RFX的工程师设计出了在CMOS 5V电压上提高功率的独到方法，而晶体管不会被击穿。”康希通信科技（上海）有限公司首席技术官赵奂解释。赵奂当时就是RFX公司此项目的技术负责人。
我们再回到左下图，来到5GHz wifi时代的手机，也就是来解释，为什么在新的wifi时代，苹果能连上新wifi，而你的手机连不上。“在5GHz下，wifi对于线性度的要求提升，这时，博通与MTK的全集成SoC wifi PA性能只能达到13dBm了，而效率也降到了2%。所以，像苹果、三星这样的旗舰手机都会再外挂一颗独立的skyworks或者Qorvo的GaAs PA模块，功放性能能做到19dBm，效率可以提升到10%。”赵奂解释。
所以，这就是你的手机为什么没有信号了，而苹果手机还有，因为它比你多用一颗外挂的独立的PA(FEM)，而你的手机多半用的是全集成的SoC。“就算是现在高通在推的MIMO，全集成的方式，如果是2X2MIMO，性能可以提升到15-16dBm左右，比独立的GaAs PA还是要差不少。”他说道，“因为wifi是双向通信的，虽然接收信号是由路由器发射的信号决定，但是它需要手机也发射信号与基站对话，这时，如果手机的wifi发射功率弱，手机也就连接不上wifi了。”
当然，CMOS阵营的人也不会放弃这个巨大的市场（因为每个手机都要配置），所以上面提到的在2.4G wifi路由器市场成功打入的CMOS PA厂商RFX也在这一5GHz wifi PA手机端获得一席之地，这可能也是Skyworks收购它的主要原因之一。
这里不得不提一下右下图的5GHz wifi 路由器市场。这已是目前的主流路由器市场，为什么有的路由器即使用了4根天线，4x4 MIMO，其发射的信号还是不好？因为它为了节省成本，用的是全集成的SoC方案，没有增加一个外挂的独立的PA(FEM)。从图上看出，同前面一样，全SoC仅能做到13dBm（效率仅2%），即使4x4MIMO也只能实现至18dBm左右。但是，skyworks或者Qorvo的GaAs PA，在5G/5V下可以达到21dBm，效率也提升到9%。“所以，用户购买的2.4/5GHz wifi路由器，由于内部采用的不同方案，发射功率差得很远，用户体验也就差了很远。”
但是，当Wifi路由器演进到5Ghz时，用CMOS来实现PA的挑战会更大，连GaAs也只能做到21dBm（9%）了。赵奂很自豪地透露，他们康希通信公司针对5GHz wifi的PA(FEM)市场，已可以提供媲美、甚至超越RFX公司的CMOS方案。“目前，我们已在5GHz/5V wifi路由器市场推出基于CMOS 的PA(FEM)，功率性能可达20dBm，效率5%。已被英特尔、博通等公司采用进参考设计方案，预计明年可以量产。”他解释，目前效率只有5%，下一代效率会提升。
原来，2014年彭平（现任康希通信CEO）与赵奂率几个RFX的核心员工离职，回国创办了这个康希通信科技（上海）有限公司，针对新WiFi时代的高线性PA(FEM)需求，同时设计了基于GaAs的FEM与基于CMOS的FEM。前者已开始在一些路由器ODM厂商中采用，后者正在被英特尔、博通设计进参考设计方案。赵奂表示，他们所用的技术实现方式与前公司RFX完全不一样，“相反，正是因在RFX公司看到了他们的局限性，所以我们决定离开公司，自己创业来实现我们的想法。”他解释道。而基于CMOS的最大好处是，他们的FEM仅需要一个die（裸片），“我们连wifi的开关也是采用CMOS，所以，PA、开关以及LNA全部做在一个die上。”他说道。
千万不要小看射频性能提升1dBm，特别是在高频、高线性度的情况下，不论是对用户的体验还是工程师的挑战，都是巨大的提升。康希通信同时也推出了针对5Ghz/3.3V 手机wifi的CMOS FEM，性能可达18dBm左右，目前也正在测试。
5G时代，WIFI射频地位提升
CEO彭平介绍，基于康希通信在高线性WIFI、5G时代将展现的巨大机会，他们刚刚获得了英特尔的融资，“英特尔这次3800万美元投了全球12个创新公司，中国区2个，康希是其中之一。”他自豪的说道。大家都关注4G、5G带来手机的射频前端（FEM）数量大幅增加，其实，5Ghz以上高线性需求的802.11ac、802.11ax对于FEM的需求也增加了，因为不能再采用all in的全集成SOC方案了，需要外挂独立的FEM，这是一个被大家所忽视的巨大市场，也是还未被用户认识的市场，一旦用户知道他们的wifi信号比同桌低的原因，他们也会要求厂商在这方面提升性能。
“而我们基于CMOS的高线性 wifi FEM创新，为未来的全集成之路又提供了一种可能性。”他说道，“这也许是英特尔投资他们的最主要原因。”他还透露，他们正准备展开新一轮融资，因为英特尔这轮投资是独家，还有很多朋友与机构都想参与。
为什么说未来射频的高线性越来越重要了呢？彭平解释：“如下图，AMPS阵营从2G到3G、4G、5G，频率速度越来越高，所以，它们牺牲效率，以迎合线性度越来越高的要求。”他接着说道，“而从wifi阵营来看，802.11一开始就定义在比较高的线性度吞吐量，一路走来，线性度要求更是越来越高，这两者很有可能在802.11ax时代走到同样的性能要求，殊途同归。”
功率、线性、效率、宽带这几个射频器件彼此矛盾的参数，来到高频（5Ghz以上）以后，挑战越来越大。举例来说，WCDMA时代，采用QPSK调制方式，功放可以达到27dBm，带宽小于5Mb足够；而LTE时代，需要采用64QAM，带宽需要到40Mb，这时线性度就开始受到挑战了。未来5G时代，很有可能带宽要到160Mb，并且要用到256QAM，甚至1024QAM，与目前业界在制定中的802.11ax标准，160Mb带宽、1024QAM殊途同归。如下图详释。
高通上个月在其香港5G大会上发布的全球第一颗5G MODEM，就是采用了256QAM，28GHz，100Mx8带宽。更重要的是，高通一直强调，未来的5G通信，一定会与Wifi实现无缝连接，而他们的“双连接”技术，就是为这种跨网的无缝连接在做铺路。
虽然5G与802.11ax在技术演进上可能殊途同归，但是3GPP与IEEE的利益斗争永远不会停止，就像过去几十年一样，谁都想成为主宰世界的通信标准，而这一次，大家都来到了同样的频段、同样的带宽、同样的调制技术上，他们会如何斗呢？而他们的背后，一边的代表是高通、华为、爱立信等传统通信厂商；另一边的代表是英特尔、思科、谷歌等新入者。不过，很快就会见分晓，2018年，不是吗？
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