Wi-Fi 7给射频前端带来了何挑战？如何应对？
4 月 11 日，全球领先的互联和能源解决方案提供商 Qorvo 在北京举办了主题为 "春稳万物更'芯'"的媒体日活动。为主题，展示了各领域的创新成果，详细介绍了先进技术和市场动态。其中包括 Qorvo 针对 Wi-Fi 7 规范的前端模块，以及覆盖 5 GHz 频段（UNII 1-3）和 6 GHz 频段（UNII 5-8）的 BAW（体声波）滤波器。
Wi-Fi 7 带来了哪些新功能？
2024 年 1 月 9 日，支持 Wi-Fi 标准的机构 Wi-Fi 联盟宣布，Wi-Fi 7 高级无线通信标准的认证工作已经完成，相应的终端产品现在可以 Wi-Fi CERTIFIED 7™ 的名义正式上市销售。
新一代无线通信标准 Wi-Fi 7 引入了突破性技术，如 320 MHz 带宽、多信道模式 (MLO)、4096 正交振幅调制 (4K QAM) 和灵活的信道选择，以提供更快的数据传输速率、更低的延迟和更稳定的网络连接，以及更流畅、更高效的网络体验。为用户带来更流畅、更高效的网络体验。从而为用户带来更流畅、更高效的网络体验。
具体来说，Wi-Fi 7 引入了覆盖 2.4 GHz 和 5 GHz 频段的 320 MHz 信道，而 Wi-Fi 6E 和 Wi-i 7 支持 6 GHz 频段，带宽比上一代 Wi-Fi 6 增加了一倍。Wi-Fi 7 还支持多达 16 根发射天线和 16 根接收天线（16 x 16），是上一代标准 8 根发射天线和 8 根接收天线的两倍，使传输速度和吞吐量高达 46 Gbps，是 Wi-Fi 6 的 4.8 倍。
Wi-Fi 7 还支持多链路操作 (MLO)，允许设备通过多个信道同时发送和接收数据，从而提高吞吐量、减少延迟并改善可靠性。从本质上讲，这是一种无线信道聚合，通过在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段的两个或三个信道上进行捆绑连接，为用户提供更高的速度和稳定性。
Jeff Lin，Corvo 亚太区无线高级营销经理
Qorvo 亚太区无线连接业务部高级市场经理 Jeff Lin 说："MLO 是 Wi-Fi 7 杀手锏背后的关键技术。Wi-Fi 7 支持 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 三个频段，并支持所有三个频段的无线聚合，因此一个频段可用于 Wi-Fi 连接。该系统可以拆分，如果一个频段已满，则可以拆分利用其他可用频段，以提高利用率。
华为实验室的测量结果表明，MLO 双频聚合技术可将数据传输速度提高 92%，将延迟降低 77%。华为实验室的测量结果表明，MLO 双频聚合技术可将数据传输速度提高 92%，时延降低 77%。MLO 双频聚合还扩展了高速网络的核心覆盖范围，在家庭关键活动区域和高频使用场景中为用户提供更好的网络体验。
在调制技术方面，与传统的正交调幅（1024 QAM）相比，Wi-Fi 7 采用了 4K QAM，每个 OFDM 子载波可编码 12 比特数据，从而使物理层峰值数据速率比 1024 QAM 提高了 20%。这也意味着延迟可减少 20%。
此外，Wi-Fi 7 还支持前导码穿刺。忙信道表示带宽未得到充分利用，数据只能在主信道上传输。有了前导码穿刺技术，被干扰阻塞的信道会自动跳过，从而提高传输效率并减少延迟，使网络更加稳定。
Jeff Lynn告诉芯原："过去，Wi-Fi数据传输是每秒一个信道的系统。'过去，Wi-Fi 数据传输使用的是每秒一个信道。要建立连接，你可能必须找到另一个空闲信道，而 Wi-Fi 7 的创新之处在于，它需要三个信道进行数据传输，即使中间一个信道被拦截也没关系，它会帮助你找到另一个信道继续传输、由于所有数据都无需重新传输，Wi-Fi 7 的传输效率大大提高"。
不过，应该指出的是，这些技术在创新方面并不 "新"，因为它们已被用于 4G LTE 和 5G 通信技术中，但与 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在其规格中包含了这些技术和功能，这确实是一个重大进步。
Wi-Fi 7 将给射频前线带来哪些挑战？
与 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在技术上有了许多改进，但也需要更多的前端模块（FEM）、实现至少 -47 dB 的 EVM、与数字预失真（DPD）兼容、有效利用非连续频谱、信号分离和更高的滤波效率等，这些都对射频前端提出了更高的要求。更高的滤波效率等，这些都对射频前端提出了更高的要求。
首先，Wi-Fi 7 增加了支持的频段数量，需要更多的射频前端模块；在过去十年中，Wi-Fi 已从最初的 2.4 GHz 频段发展到 5 GHz 频段，而进一步的现代化势必需要开放 6 GHz 频段。
不过，6 GHz 频谱目前已在全球多个国家开放，一些国家已准备开放但尚未开放。6 GHz 频段分为四个区域，即 UNII-5、UNII-6、UNII-7 和 UNII-8，覆盖 5929 MHz 至 7125 MHz 频段。其覆盖范围包括在大部分地区，美国已经开放了所有频段。欧洲开放了 6 GHz，但只有 UNII-5；除了支持 4 和 5 GHz 频段（Wi-Fi 6E 最初的三频路由将 5G 频段分为两个频段），它还必须支持原来的 2.4 和 5 GHz 频段（Wi-Fi 6E 最初的三频路由将 5G 频段分为两个频段）。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,到天线，这也意味着可能会增加至少一组天线。
其次，Wi-Fi 7 的调制技术已经升级到 4K QAM，这种技术可以传输更多数据，但由于在相同空间内可以挤压更多数据，因此更容易出错。如下图所示，每个白点代表一个数据元素。换句话说，1024 QAM 是一组相对稀疏的数据点组成的图形，而 4K QAM 则是一组密集的数据点组成的图形。这意味着在选择数据点时，数据点越稀疏越容易找到，而数据点越密集越容易出错。为确保数据传输的稳定性（避免干扰），4K QAM 对矢量振幅误差 (EVM) 的要求更高，必须达到 -47 dB，而 1024 QAM 为 -43 dB。
第三，多链路操作（MLO）允许设备在多个信道上同时发送和接收数据。这就需要更多的射频前端设备来支持更多的频段，并确保各个频段之间互不干扰，这就需要通过增加额外的滤波器来提高链路的成功率和稳定性。
Qorvo 为 Wi-Fi 7 提供完整的射频前端解决方案。
作为射频前端模块 (FEM) 的领先供应商，Qorvo 提供完整的射频前端解决方案，以满足新 Wi-Fi 7 的要求。
据介绍，Qorvo 的 FEM 模块有线性和非线性两种版本：用于 Wi-Fi 7 的线性 FEM 具有出色的线性度、低功耗、小封装和高集成度，而非线性前端射频模块可显著降低功耗，最大限度地提高 PAE。将非线性前端射频模块与 DPD 技术相结合的创新解决方案可提供媲美线性 FEM 的性能，CPU 功耗几乎为零，效率显著提高。
Jeff Lynn 解释说，射频功率放大器有两种类型，一种是线性功率放大器，另一种是非线性（Non-Linear）功率放大器。所谓线性功率放大器，换句话说，其工作范围大多是线性的。因此，其工作范围具有良好的可预测性。非线性功率放大器指的是其本身的工作范围，由于是非线性的，不容易出现塌陷失真问题，但需要呈现线性结果进行分析，因此必须配合数字预失真补偿（DPD）。所谓 DPD，就是找出哪条曲线是非线性功率放大器，然后根据这条非线性功率放大器的状态产生相反的信号，两个信号相加成为线性信号。
相比之下，非线性功率放大器在相同传输功率下比线性功率放大器更节能：根据 Qorvo 的测试结果，非线性功率放大器比线性功率放大器的功耗可降低 25-30%。
与线性 FEM 相比，非线性 FEM-DPD 解决方案不仅能成功解决 EVM 问题，还能显著提高能效，这对 Wi-Fi 7 非常有利。例如，采用 Qorvo 非线性 FEM 的 12 线程 triband 路由器预计可节省约 6 W（~6 W）。然而，新的挑战也随之而来，如需要额外的资源、开发合适的算法以及与底层 Wi-Fi 芯片供应商合作。
非线性功率放大器是个好东西，但它需要先进的技术和技术支持。目前，DPD 算法本身由底层 Wi-Fi 芯片供应商提供。例如，高通公司正在同时与几家功率放大器供应商合作，但试图为每家供应商的非线性功率放大器开发一套软件显然需要很高的投资，因为每家供应商生产的非线性功率放大器都不尽相同"。Jeff Lynn 还指出："Qorvo 正在与主要的 Wi-Fi 芯片制造商合作。
不过，据 Qorvo 称，该公司目前主要与中国客户使用线性功率放大器，而西方客户则更喜欢非线性功率放大器，因为他们更看重节能性能。
此外，考虑到 Wi-Fi 7 的多频段特性和相互干扰要求，Qorvo 不仅提供符合 Wi-Fi 7 标准的 FEM，还提供基于声波 (BAW) 的滤波器，覆盖整个 5 GHz（UNII 1-3）和 6 GHz（UNII 5-8）频段。
Jeff Lynn 告诉 Core Intelligence："滤波器本身很重要，因为 Wi-Fi7 有三个频段，你希望每个频段都能很好地分离，以避免干扰。另外，如上所述，在 6 GHz 频段中，不同国家有不同的子频段，分为 UNII5 到 UNII8，因此还有更多的带宽组合。无论哪些频段需要缩减，我们都有相应的滤波器。我们与 Wi-Fi 主控制器供应商合作，可以为客户提供全套 FEM 和滤波器解决方案。
问题是，与 Wi-Fi 6 相比，Wi-Fi 7 在射频前端的滤波器总成本会增加多少？Jeff Lynn 回答说，Wi-Fi 7 支持 6 GHz 频段，将需要不止一套 FEM，这将增加成本，但价值不会太高，因为现在行业竞争太激烈了。过去，当新标准出现时，竞争对手行动缓慢，但仍能获得红利。现在，中国供应商的技术也非常强大，最初的表现可能略逊于我们，但价格仍将保持在我们的 50%左右。总体而言，Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7 的成本差不多，而且更先进，但行业的大趋势迫使我们降低了价格"。
Wi-Fi 7 要到 2028 年之后才能超越 Wi-Fi 6。
Wi-Fi 7 高级无线标准的认证工作今年 1 月才正式开始，但一些制造商已在去年推出了兼容 Wi-Fi 7 的产品。总的来说，近年来 Wi-Fi 产品的更新换代似乎在加快。
根据杰夫-林恩的说法，Wi-Fi 6 目前已取代 Wi-Fi 5 成为出货量最大的产品。由于在新皇冠娱乐注册送66时尚年代，许多人在家中办公室上网工作和学习，Wi-Fi 6 在此期间增长非常迅速；Wi-Fi 7 仍是市场上的新产品，但预计今年其全球出货量份额将达到 5%。
不过，Wi-Fi 7 的发展速度可能不及 Wi-Fi 6。一方面，家庭办公和在线学习作为新的皇冠娱乐注册送66时尚需求不足，另一方面，Wi-Fi 7 设备的成本略高，用户更换设备的动力不足。因此，杰夫-林恩认为，在未来两三年内，Wi-Fi 6仍将是主流，Wi-Fi 7将缓慢发展，Wi-Fi 7超越Wi-Fi 6可能要到2028年以后。
不过，芯片制造商的战略可能会加速这一进程。例如，一些 Wi-Fi 芯片制造商已经开始减少 Wi-Fi 5 芯片的出货量并削减产量，以推广 Wi-Fi 6。芯片制造商和供应链都将逐步淘汰旧技术，以推动新技术的发展，Wi-Fi 6 芯片也将在未来几年逐步淘汰，以加速 Wi-Fi 7 的引入。
下一代 Wi-Fi 8 会是什么样子？
Wi-Fi 7 推出后，人们对 Wi-Fi 8 将带来的新改进提出了许多好奇的问题。
在这方面，Jeff Lynn 表示，Wi-Fi 8 仍在讨论之中。就目前的技术而言，Wi-Fi 7 的 4K QAM 已经微不足道，如果我们期待 Wi-Fi 8 的调制技术升级到 8K QAM，这是因为 EVM 需要更低，-51 分贝甚至-53 分贝，但目前的技术这是个大问题，目前还不清楚如何才能解决。
"另外，在频段方面，很多客户也在想Wi-Fi 8会不会进入毫米波频段的光圈，到目前为止还没有这种情况。其实Wi-Fi可以而且很多时候是用在手机上，让毫米波成熟起来，跟手机端的很多技术，但如果有Wi-Fi的话，会比5G慢，因为Wi-Fi是需要免费频段的，工艺发展会比5G慢、或者回到 5.5G、6G，所以频段问题非常困难，每个国家的监管方式也不一样。杰夫-林恩说。
从 Wi-Fi 5 到 Wi-Fi 6 的演变来看，Wi-Fi 6 的最大变化是引入了新的 OFDMA 调制技术。此外，从 Wi-Fi 6 到 Wi-Fi 7，大部分基本原理保持不变，主要是采用了新的 MLO、RU 袋和其他技术，以提高利用率和减少延迟。未来，Wi-Fi 8 将与 Wi-Fi 7 基本相同，并可能采用和利用移动电话蜂窝领域的一些成熟技术。
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