Wi-Fi7來襲！技術前沿揭秘，新興無線化應用前瞻！

近日，Qorvo無線連接業務部亞洲區高級營銷經理Jeff Lin接受了多家主流媒體的專訪，詳細介紹了Qorvo目前在Wi-Fi 7產品研發、市場應用及技術普及等維度的狀況。

2024年1月9日，維護和開發Wi-Fi標準的組織Wi-Fi聯盟正式宣布，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、擴展現實(XR)設備、機頂盒、遠程醫療等高吞吐、低延遲場景都將會積極擁抱Wi-Fi 7技術。

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

?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，這需要非常高的網速和帶寬。同時，還需要極大的網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將為行業提供充足的性能。

在物聯網行業，Qorvo在幾年前曾經提出“One Pod per Room”的概念。基于這個概念，Wi-Fi負責做為整個智慧家庭的傳輸主干，利用網狀Wi-Fi網絡架構來實現無死角的網絡覆蓋，所有的信息透過Wi-Fi傳輸鏈接到家庭網關，再透過運營商所提供的寬帶服務(LTE, xPoN, xDSL, DOCSIS等等)上傳到云端。Wi-Fi 7所具備的MLO、Multi-AP Coordination、Multi-RU等能力，將能提供更有效率且更穩定的Wi-Fi聯機功能，助力“One Pod Per Room”架構的應用落地。

?Wi-Fi 7在工業領域的應用前景同樣值得期待。得益于多AP協同調度、MLO、Multi-RU、前導碼打孔技術(Preamble Puncturing)等突破性技術的創新，整個Wi-Fi網絡的可靠性(Reliability)與可用性(Capacity & Utilization)得到大幅提升。加上Wi-Fi 7開放了6G頻段，使用者不但可以利用特定頻段來傳輸特定數據，還能同時連結更多的終端裝置而不會產生嚴重的傳輸延遲或是超時(Time Out)問題。目前，一些專注于企業與工業應用的無線網絡設備公司已經開始基于Wi-Fi 7標準來開發特殊商用與工業用的無線路由器與設備。

在這里我想特別強調Qorvo在非線性功率放大器前端射頻模塊領域具備的獨特優勢。眾所周知，線性放大器(Linear)一直是包括Wi-Fi FEM在內RF設計的“標配”，但隨著Wi-Fi無線設備數量的增加，降低功耗和外形尺寸變得越來越重要，使用非線性FEM正成為解決此類問題的首選。

與線性放大器相比，非線性FEM所需的電流更小，因此功耗可降低20-25%。為避免固有失真造成的信號衰減，Qorvo方案采用了數字預失真補償(Digital Pre-Distortion, DPD)技術，使其可以在幾乎不需要任何處理器功耗的情況下實現與線性FEM相當的性能，且效率更高。

目前，Qorvo Wi-Fi 7的非線性功率放大器前端射頻模塊已經陸續被高通、博通與聯發科認證且即將進入量產階段，例如支持UNII 1-3(5G頻段)的QPQ5500以及支持UNII 5-8(6G頻段)的QPQ5601。驗證數據顯示，在4x4x4三頻的Wi-Fi 7路由器中，當使用非線性前端射頻模塊設計時，其耗電量相對于使用線性前端射頻模塊的設計能節約5W左右的功率消耗。

從長遠來看，用于Wi-Fi接入點的非線性FEM技術，在提高功率放大器(PA)效率的同時，降低了功耗和冷卻成本，是正確實現三頻段Wi-Fi 7設計的關鍵，向非線性FEM轉型預計毫無疑問將成為市場的長期趨勢，企業級AP和服務提供商網關產品預計將率先采用這項新技術。

在產品定位策略上，Qorvo將Wi-Fi劃分為三個不同的類別，分別是“零售市場” (Retail)、“電信運營商暨網絡服務供應商”(Carrier & Service Provider)與企業用戶 (Enterprise)，針對這三種不同的產品類別與應用，其產品的規格與設計也有所差異。

Qorvo中發射功率(Middle Power)與高發射功率(High Power)的前端射頻模組主要面向包括路由器、機頂盒、家電類Wi-Fi無線模塊等在內的家用零售與運營商Wi-Fi 系統使用，低功耗高效能的特性同步降低了Wi-Fi系統在散熱設計上的難度與成本。

針對企業級與電信運營商Wi-Fi設計規范與運用場景， Qorvo的前端射頻模組提供5V至3.3V電壓的選擇，除了前端射頻模組外，針對不同的區域規范(Territory Regulation)，Qorvo也提供了邊帶濾波器(Bandedge Filter)與LTE-WiFi 并存濾波器(LTE Co-existence Filter)來因應，并同時能與FEM搭配使用。

除此之外，Qorvo還另辟了一個名為iFEM(Integrated FEM)的產品線。顧名思義，iFEM就是將之前所提的Bandedge或是LTE Co-existence濾波器整合進Wi-Fi的前端射頻模組，除了簡化無線射頻前端的設計，還可以降低元件成本與線路匹配調校的時間。

Wi-Fi 7帶來的應用想象空間無疑是巨大的，但這并不意味著一切都已“高枕無憂”。事實上，仍有不少技術挑戰需要面對。