Wi-Fi 7 簡介

作為“一種新穎且創(chuàng)新的解決方案”，最新的Wi-Fi 7(也稱為IEEE 802.11be)標準在此前Wi-Fi 6的基礎上，引入了320MHz帶寬、4096正交調幅(QAM)、多資源單元(RU)、多鏈路操作(MLO)、增強型多用戶多路復用、輸入多輸出(MU-MIMO)和多接入點協(xié)調(Multi-AP Coordination)等多項前沿技術。

在上述技術的加持下，Wi-Fi 7比Wi-Fi 6增加了1.2GHz(5925MHz-7125MHz)的可使用頻帶，也就是說Wi-Fi 7相對于Wi-Fi 6增加了14個80MHz、7個160MHz與3個320MHz「互不重疊」的可使用無線信道(Channel)。如果對比早前的802.11n、802.11g和802.11b/a時期，可用頻譜足足增加了近100倍。同時，有效帶寬從Wi-Fi 6的160MHz翻倍到320MHz，提供了比Wi-Fi 6更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的延遲，可支持高達40Gbps的吞吐量，約為Wi-Fi 6的三倍。

誰在推動Wi-Fi 7的采用

2024年1月9日，維護和開發(fā)Wi-Fi標準的組織Wi-Fi聯(lián)盟正式宣布，已完成并推出了Wi-Fi 7高級無線標準的認證，適用的終端產(chǎn)品可以正式獲得“Wi-Fi 7認證”(Wi-Fi CERTIFIED 7?)并以此進行銷售。該機構預測，2024年將有超過2.33億臺Wi-Fi 7設備進入市場，2028年這一數(shù)字將增加到21億臺。

就目前來看，路由器會成為Wi-Fi 7率先落地的場景，隨著芯片的規(guī)模出貨，各大品牌紛紛推出了新款Wi-Fi 7路由器或推送Wi-Fi 7支持固件。接下來，智能手機、筆記本電腦、擴展現(xiàn)實(XR)設備、機頂盒、遠程醫(yī)療等高吞吐、低延遲場景都將會積極擁抱Wi-Fi 7技術。

以Qorvo Wi-Fi 7射頻前端產(chǎn)品為例，我們的第一個量產(chǎn)客戶就是來自中國的小米公司，并在此后陸續(xù)得到OPPO、vivo、Honor等頭部品牌手機的青睞。同時，市場主流的Wi-Fi無線網(wǎng)絡解決方案芯片廠商如高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、聯(lián)發(fā)科(MediaTek)、邁凌科技(MaxLinear)也都對其加以認證并納入?yún)⒖荚O計中。有了參考設計的輔助，產(chǎn)品開發(fā)商就能縮短產(chǎn)品開發(fā)時間并簡化產(chǎn)品驗證的工作，加速Wi-Fi 7商業(yè)化與出貨的時程。

XR是另一個代表性應用案例。由于XR對時延極其敏感，如果無法實現(xiàn)低時延，終端將無用武之地。逼真的沉浸式XR體驗需要具備極高刷新率的高清視頻作為支撐，這需要非常高的網(wǎng)速和帶寬。同時，還需要極大的網(wǎng)絡容量來支持大批用戶能夠同時體驗上述應用。此外，云游戲、社交游戲和元宇宙等日漸興起的應用，也將不斷考驗無線技術的極限。對此，Wi-Fi 7將為行業(yè)提供充足的性能。

全球領先的連接和電源解決方案供應商 Qorvo在北京舉辦了以“春光作序，萬物更‘芯’”為主題的媒體日，展示了多領域創(chuàng)新成果并深入探討前沿技術與市場動態(tài)。其中就包括了Qorvo面向Wi-Fi 7 規(guī)范的前端射頻模塊(Front End Module)器件與涵蓋整個 5GHz(UNII1-3)與 6GHz(UNII5-8)的「體聲波」(BAW)濾波器。

Wi-Fi 7 帶來了哪些升級?

2024年1月9日，Wi-Fi 標準的組織 Wi-Fi 聯(lián)盟正式宣布，已完成并推出了 Wi-Fi 7 高級無線標準的認證，適用的終端產(chǎn)品可以正式獲得“Wi-Fi 7認證”(Wi-Fi CERTIFIED 7?)并以此進行銷售。

Wi-Fi 7 作為下一代無線通信技術標準，引入了 320MHz 帶寬、多鏈路操作(MLO，Multi-Link Operation)、4096 階正交幅度調制(4K QAM)以及靈活的信道選擇等多項突破性技術，將帶來更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲以及更強的網(wǎng)絡連接穩(wěn)定性，為用戶提供更加流暢和高效的網(wǎng)絡體驗。

具體來說，Wi-Fi 7 帶來了320 MHz信道，相比之前的Wi-Fi 6涵蓋了2.4GHz、5GHz頻段，Wi-Fi 6E和Wi-i 7則帶來了對于6GHz頻段的支持，相比上代的Wi-Fi 6 的帶寬翻倍。同時，WiFi 7 還能夠支持最多 16 根天線發(fā)送，16 根天線接收信號( 16 x 16 )，相比上一代標準 8 根天線發(fā)送， 接收信號也多了一倍，有助于實現(xiàn)高達46Gbps的傳輸速度和吞吐量，達到Wi-Fi 6的4.8倍。

Wi-Fi 7 還支持多鏈路操作 (MLO)，允許設備通過多個鏈路同時傳輸和接收數(shù)據(jù)，以提高吞吐量、減少延遲并提高可靠性。這本質上是一種無線鏈路聚合，即分布在2.4 GHz、5GHz和6GHz頻帶中的兩個或三個頻帶上的綁定連接，可為用戶提供更高的速度和穩(wěn)定性。

業(yè)界領先的射頻前端模組(FEM)供應商Qorvo的觀點認為，用于Wi-Fi接入點的非線性FEM技術是正確實現(xiàn)三頻段Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7設計的關鍵;原因在于，新的非線性方法提高了功率放大器(PA)的效率，降低了功耗。Qorvo表示，這將帶來一系列優(yōu)勢;其新型非線性FEM元件也已準備就緒，將于2024年批量投放市場。

迄今為止，線性放大一直是包括Wi-Fi前端模組(FEM)在內(nèi)射頻(RF)設計所追求的“圣杯”，即在RF信號到達Wi-Fi天線之前用于放大發(fā)射和接收RF信號(且失真最小)的集成電路。領先的FEM和RF元件供應商Qorvo指出，目前，F(xiàn)EM的設計和應用范式(方法)正在整個行業(yè)發(fā)生轉變。

這一切都是為了降低Wi-Fi設備的功耗和熱影響?！半S著Wi-Fi無線設備通道數(shù)量的增加，降低功耗變得越來越重要——例如在三頻段或四頻段Wi-Fi 6E或Wi-Fi 7設計中;同時，越來越小的外形尺寸也是大勢所趨。這意味著容納散熱器和風扇等大型熱管理組件的空間更小，有時甚至沒有空間?！盦orvo高級市場經(jīng)理Jeremy Foland強調。

針對此類問題的解決方案是使用非線性FEM;因為與線性放大器相比，非線性FEM所需的電流更小，功耗可降低20-25%。為避免固有失真造成的信號衰減，該方案采用了DPD(數(shù)字預失真)技術。Jeremy Foland對此表示，加在客戶駐地設備(客戶端設備) (CPE) 中確實是一種全新的方法，Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7的時代即將開啟，全新的RF設計將廣泛采用這種方案。

“最先進的Wi-Fi芯片組采用查表方法為非線性FEM提供預失真參數(shù)。通過這種方式，F(xiàn)EM可獲得快速校準，而且該方案也幾乎不需要消耗任何處理器功耗——我們知道，處理器會進一步增加功耗?！彼f，最終結果是，非線性FEM的性能幾乎與線性FEM相當，但效率更高。大多數(shù)Wi-Fi芯片組供應商都支持DPD的查表方法。

另一個非常理想的最終結果可能是降低成本，緣于Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7網(wǎng)關及接入點(AP)的機械要求和冷卻需求降低。此外，新方法還允許高性能多射頻企業(yè)級AP符合PoE(以太網(wǎng)供電)預算的嚴格限制。Qorvo指出，從環(huán)境可持續(xù)性和能源成本的角度來看，降低功耗也很關鍵。Jeremy Foland 說：“我們的愿景是實現(xiàn)零排放?！?