Wi-Fi 7給射頻前端帶來了何挑戰？如何應對？
4 月 11 日，全球領先的互聯和能源解決方案提供商 Qorvo 在北京舉辦了主題為 "春穩萬物更'芯'"的媒體日活動。為主題，展示了各領域的創新成果，詳細介紹了先進技術和市場動態。其中包括 Qorvo 針對 Wi-Fi 7 規範的前端模組，以及覆蓋 5 GHz 頻段（UNII 1-3）和 6 GHz 頻段（UNII 5-8）的 BAW（體聲波）濾波器。
Wi-Fi 7 帶來了哪些新功能？
2024 年 1 月 9 日，支持 Wi-Fi 標準的機構 Wi-Fi 聯盟宣布，Wi-Fi 7 高級無線通訊標準的認證工作已經完成，相應的終端產品現在可以 Wi-Fi CERTIFIED 7™ 的名義正式上市銷售。
新一代無線通訊標準 Wi-Fi 7 引入了突破性技術，如 320 MHz 頻寬、多通道模式 (MLO)、4096 正交振幅調制 (4K QAM) 和靈活的通道選擇，以提供更快的數據傳輸速率、更低的延遲和更穩定的網絡連線，以及更流暢、更高效的網絡體驗。為使用者帶來更流暢、更高效的網絡體驗。從而為使用者帶來更流暢、更高效的網絡體驗。
具體來說，Wi-Fi 7 引入了覆蓋 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的 320 MHz 通道，而 Wi-Fi 6E 和 Wi-i 7 支持 6 GHz 頻段，頻寬比上一代 Wi-Fi 6 增加了一倍。Wi-Fi 7 還支持多達 16 根發射天線和 16 根接收天線（16 x 16），是上一代標準 8 根發射天線和 8 根接收天線的兩倍，使傳輸速度和吞吐量高達 46 Gbps，是 Wi-Fi 6 的 4.8 倍。
Wi-Fi 7 還支持多鏈路操作 (MLO)，允許器材透過多個通道同時發送和接收數據，從而提高吞吐量、減少延遲並改善可靠性。從本質上講，這是一種無線通道聚合，透過在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 頻段的兩個或三個通道上進行捆綁連線，為使用者提供更高的速度和穩定性。
Jeff Lin，Corvo 亞太區無線高級行銷經理
Qorvo 亞太區無線連線業務部高級市場經理 Jeff Lin 說："MLO 是 Wi-Fi 7 殺手鐧背後的關鍵技術。Wi-Fi 7 支持 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 三個頻段，並支持所有三個頻段的無線聚合，因此一個頻段可用於 Wi-Fi 連線。該系統可以拆分，如果一個頻段已滿，則可以拆分利用其他可用頻段，以提高利用率。
華為實驗室的測量結果表明，MLO 雙頻聚合技術可將數據傳輸速度提高 92%，將延遲降低 77%。華為實驗室的測量結果表明，MLO 雙頻聚合技術可將數據傳輸速度提高 92%，時延降低 77%。MLO 雙頻聚合還擴充套件了高速網絡的核心覆蓋範圍，在家庭關鍵活動區域和高頻使用場景中為使用者提供更好的網絡體驗。
在調制技術方面，與傳統的正交調幅（1024 QAM）相比，Wi-Fi 7 采用了 4K QAM，每個 OFDM 子載波可編碼 12 位元數據，從而使實體層峰值數據速率比 1024 QAM 提高了 20%。這也意味著延遲可減少 20%。
此外，Wi-Fi 7 還支持前導碼穿刺。忙通道表示頻寬未得到充分利用，數據只能在主通道上傳輸。有了前導碼穿刺技術，被幹擾阻塞的通道會自動跳過，從而提高傳輸效率並減少延遲，使網絡更加穩定。
Jeff Lynn告訴芯原："過去，Wi-Fi數據傳輸是每秒一個通道的系統。'過去，Wi-Fi 數據傳輸使用的是每秒一個通道。要建立連線，你可能必須找到另一個空閑通道，而 Wi-Fi 7 的創新之處在於，它需要三個通道進行數據傳輸，即使中間一個通道被攔截也沒關系，它會幫助你找到另一個通道繼續傳輸、由於所有數據都無需重新傳輸，Wi-Fi 7 的傳輸效率大大提高"。
不過，應該指出的是，這些技術在創新方面並不 "新"，因為它們已被用於 4G LTE 和 5G 通訊技術中，但與 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在其規格中包含了這些技術和功能，這確實是一個重大進步。
Wi-Fi 7 將給射頻前線帶來哪些挑戰？
與 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在技術上有了許多改進，但也需要更多的前端模組（FEM）、實作至少 -47 dB 的 EVM、與數碼預失真（DPD）相容、有效利用非連續頻譜、訊號分離和更高的濾波效率等，這些都對射頻前端提出了更高的要求。更高的濾波效率等，這些都對射頻前端提出了更高的要求。
首先，Wi-Fi 7 增加了支持的頻段數量，需要更多的射頻前端模組；在過去十年中，Wi-Fi 已從最初的 2.4 GHz 頻段發展到 5 GHz 頻段，而進一步的現代化勢必需要開放 6 GHz 頻段。
不過，6 GHz 頻譜目前已在全球多個國家開放，一些國家已準備開放但尚未開放。6 GHz 頻段分為四個區域，即 UNII-5、UNII-6、UNII-7 和 UNII-8，覆蓋 5929 MHz 至 7125 MHz 頻段。其覆蓋範圍包括在大部份地區，美國已經開放了所有頻段。歐洲開放了 6 GHz，但只有 UNII-5；除了支持 4 和 5 GHz 頻段（Wi-Fi 6E 最初的三頻路由將 5G 頻段分為兩個頻段），它還必須支持原來的 2.4 和 5 GHz 頻段（Wi-Fi 6E 最初的三頻路由將 5G 頻段分為兩個頻段）。original tri-band routing split the 5G band into two bands); the 5G band was split into two sub-bands), but also different 6GHz bands need to be supported for each carved-out region, and this is Wi-Fi 7's AP cost, but from transmitter to RF front end,到天線，這也意味著可能會增加至少一組天線。
其次，Wi-Fi 7 的調制技術已經升級到 4K QAM，這種技術可以傳輸更多數據，但由於在相同空間內可以擠壓更多數據，因此更容易出錯。如下圖所示，每個白點代表一個數據元素。換句話說，1024 QAM 是一組相對稀疏的數據點組成的圖形，而 4K QAM 則是一組密集的數據點組成的圖形。這意味著在選擇數據點時，數據點越稀疏越容易找到，而數據點越密集越容易出錯。為確保數據傳輸的穩定性（避免幹擾），4K QAM 對向量振幅誤差 (EVM) 的要求更高，必須達到 -47 dB，而 1024 QAM 為 -43 dB。
第三，多鏈路操作（MLO）允許器材在多個通道上同時發送和接收數據。這就需要更多的射頻前端器材來支持更多的頻段，並確保各個頻段之間互不幹擾，這就需要透過增加額外的濾波器來提高鏈路的成功率和穩定性。
Qorvo 為 Wi-Fi 7 提供完整的射頻前端解決方案。
作為射頻前端模組 (FEM) 的領先供應商，Qorvo 提供完整的射頻前端解決方案，以滿足新 Wi-Fi 7 的要求。
據介紹，Qorvo 的 FEM 模組有線性和非線性兩種版本：用於 Wi-Fi 7 的線性 FEM 具有出色的線性度、低功耗、小封裝和高整合度，而非線性前端射頻模組可顯著降低功耗，最大限度地提高 PAE。將非線性前端射頻模組與 DPD 技術相結合的創新解決方案可提供媲美線性 FEM 的效能，CPU 功耗幾乎為零，效率顯著提高。
Jeff Lynn 解釋說，射頻功率放大器有兩種類別，一種是線性功率放大器，另一種是非線性（Non-Linear）功率放大器。所謂線性功率放大器，換句話說，其工作範圍大多是線性的。因此，其工作範圍具有良好的可預測性。非線性功率放大器指的是其本身的工作範圍，由於是非線性的，不容易出現塌陷失真問題，但需要呈現線性結果進行分析，因此必須配合數碼預失真補償（DPD）。所謂 DPD，就是找出哪條曲線是非線性功率放大器，然後根據這條非線性功率放大器的狀態產生相反的訊號，兩個訊號相加成為線性訊號。
相比之下，非線性功率放大器在相同傳輸功率下比線性功率放大器更節能：根據 Qorvo 的測試結果，非線性功率放大器比線性功率放大器的功耗可降低 25-30%。
與線性 FEM 相比，非線性 FEM-DPD 解決方案不僅能成功解決 EVM 問題，還能顯著提高能效，這對 Wi-Fi 7 非常有利。例如，采用 Qorvo 非線性 FEM 的 12 執行緒 triband 路由器預計可節省約 6 W（~6 W）。然而，新的挑戰也隨之而來，如需要額外的資源、開發合適的演算法以及與底層 Wi-Fi 芯片供應商合作。
非線性功率放大器是個好東西，但它需要先進的技術和技術支持。目前，DPD 演算法本身由底層 Wi-Fi 芯片供應商提供。例如，高通公司正在同時與幾家功率放大器供應商合作，但試圖為每家供應商的非線性功率放大器開發一套軟件顯然需要很高的投資，因為每家供應商生產的非線性功率放大器都不盡相同"。Jeff Lynn 還指出："Qorvo 正在與主要的 Wi-Fi 芯片制造商合作。
不過，據 Qorvo 稱，該公司目前主要與中國客戶使用線性功率放大器，而西方客戶則更喜歡非線性功率放大器，因為他們更看重節能效能。
此外，考慮到 Wi-Fi 7 的多頻段特性和相互幹擾要求，Qorvo 不僅提供符合 Wi-Fi 7 標準的 FEM，還提供基於聲波 (BAW) 的濾波器，覆蓋整個 5 GHz（UNII 1-3）和 6 GHz（UNII 5-8）頻段。
Jeff Lynn 告訴 Core Intelligence："濾波器本身很重要，因為 Wi-Fi7 有三個頻段，你希望每個頻段都能很好地分離，以避免幹擾。另外，如上所述，在 6 GHz 頻段中，不同國家有不同的子頻段，分為 UNII5 到 UNII8，因此還有更多的頻寬組合。無論哪些頻段需要縮減，我們都有相應的濾波器。我們與 Wi-Fi 主控制器供應商合作，可以為客戶提供全套 FEM 和濾波器解決方案。
問題是，與 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在射頻前端的濾波器總成本會增加多少？Jeff Lynn 回答說，Wi-Fi 7 支持 6 GHz 頻段，將需要不止一套 FEM，這將增加成本，但價值不會太高，因為現在行業競爭太激烈了。過去，當新標準出現時，競爭對手行動緩慢，但仍能獲得紅利。現在，中國供應商的技術也非常強大，最初的表現可能略遜於我們，但價格仍將保持在我們的 50%左右。總體而言，Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7 的成本差不多，而且更先進，但行業的大趨勢迫使我們降低了價格"。
Wi-Fi 7 要到 2028 年之後才能超越 Wi-Fi 6。
Wi-Fi 7 高級無線標準的認證工作今年 1 月才正式開始，但一些制造商已在去年推出了相容 Wi-Fi 7 的產品。總的來說，近年來 Wi-Fi 產品的更新換代似乎在加快。
根據傑夫-林恩的說法，Wi-Fi 6 目前已取代 Wi-Fi 5 成為出貨量最大的產品。由於在新皇冠娛樂註冊送66時尚年代，許多人在家中辦公室上網工作和學習，Wi-Fi 6 在此期間增長非常迅速；Wi-Fi 7 仍是市場上的新產品，但預計今年其全球出貨量份額將達到 5%。
不過，Wi-Fi 7 的發展速度可能不及 Wi-Fi 6。一方面，家庭辦公和線上學習作為新的皇冠娛樂註冊送66時尚需求不足，另一方面，Wi-Fi 7 器材的成本略高，使用者更換器材的動力不足。因此，傑夫-林恩認為，在未來兩三年內，Wi-Fi 6仍將是主流，Wi-Fi 7將緩慢發展，Wi-Fi 7超越Wi-Fi 6可能要到2028年以後。
不過，芯片制造商的戰略可能會加速這一行程。例如，一些 Wi-Fi 芯片制造商已經開始減少 Wi-Fi 5 芯片的出貨量並削減產量，以推廣 Wi-Fi 6。芯片制造商和供應鏈都將逐步淘汰舊技術，以推動新技術的發展，Wi-Fi 6 芯片也將在未來幾年逐步淘汰，以加速 Wi-Fi 7 的引入。
下一代 Wi-Fi 8 會是什麽樣子？
Wi-Fi 7 推出後，人們對 Wi-Fi 8 將帶來的新改進提出了許多好奇的問題。
在這方面，Jeff Lynn 表示，Wi-Fi 8 仍在討論之中。就目前的技術而言，Wi-Fi 7 的 4K QAM 已經微不足道，如果我們期待 Wi-Fi 8 的調制技術升級到 8K QAM，這是因為 EVM 需要更低，-51 分貝甚至-53 分貝，但目前的技術這是個大問題，目前還不清楚如何才能解決。
"另外，在頻段方面，很多客戶也在想Wi-Fi 8會不會進入毫米波頻段的光圈，到目前為止還沒有這種情況。其實Wi-Fi可以而且很多時候是用在手機上，讓毫米波成熟起來，跟手機端的很多技術，但如果有Wi-Fi的話，會比5G慢，因為Wi-Fi是需要免費頻段的，工藝發展會比5G慢、或者回到 5.5G、6G，所以頻段問題非常困難，每個國家的監管方式也不一樣。傑夫-林恩說。
從 Wi-Fi 5 到 Wi-Fi 6 的演變來看，Wi-Fi 6 的最大變化是引入了新的 OFDMA 調制技術。此外，從 Wi-Fi 6 到 Wi-Fi 7，大部份基本原理保持不變，主要是采用了新的 MLO、RU 袋和其他技術，以提高利用率和減少延遲。未來，Wi-Fi 8 將與 Wi-Fi 7 基本相同，並可能采用和利用流動電話蜂窩領域的一些成熟技術。
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