Wi-Fi 7 市場元年到來,射頻有什麼新趨勢?
近年來,隨著VR/AR、8K視訊、雲端運算、遠端辦公等應用的發展,Wi-Fi 6逐漸無法充分滿足人們更高吞吐量、更低時延的需求,國內外終端主機廠商及其產業鏈廠商都在加速Wi-Fi 7 領域的佈局。有消息稱,2024年主流的筆記型電腦與旗艦型智慧型手機中將導入Wi-Fi 7 ,此外,智慧型汽車導入Wi-Fi 7 的趨勢也很明顯,2024年有望成為Wi-Fi 7 的市場元年。
值得注意的是,Wi-Fi 7 作為下一代無線通訊技術標準,引入了320MHz頻寬、多鏈路操作(MLO,Multi-Link Operation)、4096 階正交幅度調製(4K QAM)以及靈活的通道選擇等多項突破性技術,在帶來更高的資料傳輸速率、更低的延遲以及更強的網路連線穩定性的同時,也對射頻前端也提出了更高的要求。新的時代,射頻領域將有什麼新趨勢?如何因應新的市場需求?
Wi-Fi 7的新技術
1月8日,Wi-Fi 聯盟正式宣布推出WiFi CERTIFIED 7認證計畫。這意味著Wi-Fi 7標準的凍結和Wi-Fi 7標準的正式確立,預計將有更多公司加入這一領域,推出更多支援Wi-Fi 7的設備,以滿足消費者對更快速度、更低延遲和更高可靠性的需求。統計顯示,全球Wi-Fi 設備的出貨量為每年38億台,存量Wi-Fi 設備達195億台。
Wi-Fi 7相比前身的Wi-Fi i6有什麼進展?簡單來說,可以歸結為三點:更高的吞吐量、更低的延遲,以及更靈活的存取控制。
根據Qorvo亞太區無線連線事業部高級行銷經理林健富的介紹,引進320MHz頻寬是Wi-Fi 7 標準的重要革新之一。 Wi-Fi 7 將通道頻寬從Wi-Fi 6的160MHz提升到了320MHz,理論上提升了兩倍,越大的頻寬表示可以傳輸更大量的資料,吞吐量可以提高。
多鏈路操作(MLO)是Wi-Fi 7另一項關鍵性技術。以往Wi-Fi標準更迭的重點多放在提高吞吐量方面,Wi-Fi 7對提升可靠性和減少延遲也十分關注。 MLO 技術可讓設備在多個頻段上傳播資料流。目前Wi-Fi 使用的頻段為2.4GHz、5GHz,以及6 GHz。設備將能夠拆分資料流,同時在不同頻道上發送部分數據,從而縮短總體傳輸時間,即使某個頻道出現雜訊或其他故障後,也可以透過不同頻道發送資料副本,提高可靠性和減少延遲。
正交振幅調變(QAM)是一種將資料轉換為無線Wi-Fi訊號的技術,而QAM數值的提升則意味著無線訊號能攜帶的資料量。相較於之前1K QAM,Wi-Fi 7的4K QAM技術能夠進一步提升速率。
對射頻提出高要求
Wi-Fi 7 帶來了許多技術突破,對射頻前端也提出了更高的要求。例如原來的Wi-Fi只有2.4G和5G,現在6G開放逐步開放。但不同國家對無線頻段的管理各有不同,美國從5125MHz開放到7125MHz,日本和澳洲只開放UNII-5(5.925GHz-6.425GHz)頻段,中國則不開放6G頻段(有消息指出正在討論是不是可開放UNII-5頻段)。這些變化都將對射頻裝置提出新的要求。
再例如路由器架構,以前的3頻路由器因為只有2.4和5G頻段,所以必須把5G的頻段切成兩個子頻段。隨著6GHz頻段開放,可以做到真正的3頻。這意味著Wi-Fi 7的AP成本會增加,多了一組從發射機到射頻前端、濾波器,再到天線,成本會進一步提高。 4K QAM方面,隨著資料量的增加,對射頻evm指標的要求也越高。 1K QAM階段射頻evm指標可以做到-43dB,4096QAM階段EVM則要做到-47dB。
針對這些新的需要,林健富表示,Qorvo提出許多解決方案加以因應。例如在PA方面,Qorvo可以提供線性PA和非線性PA,兩種不同解決方案。 PA在大部分工作範圍都是線性的。 Qorvo的非線性PA,搭配DPD(數位預失真補償)技術,可以根據PA的狀況產生一個反訊號,兩個訊號相加又會變成線性訊號。利用數學演算法增進PA的線性度,目前國際上的營運商已經開始從線性PA逐漸轉向非線性PA。
Qorvo也提供濾波器產品。 5G涵蓋從Unii-1到Unii-3頻段,6G涵蓋範圍從Unii-5到Unii-8,不同國家針對6GHz開放的頻段不同。 Qorvo針對不同要求,可以提供相對應的濾波器產品。從射頻前端到濾波器,Qorvo可以提供更完整的解決方案。
新應用不斷湧現
隨著傳輸效能的提升,Wi-Fi 7的新應用也不斷出現。林健富表示,Wi-Fi的優點之一是可以往下相容,不會因為家裡閘道升級成Wi-Fi6,原來Wi-Fi 5手機就不能使用。這使得Wi-Fi的應用有了快速擴展的基礎。
目前的Wi-Fi已經不是只能用來上網看影片的階段,已經延伸到各種不同的應用,包括高清視訊監控、AR/VR裝置、工業4.0智慧化工廠應用等。特別是隨著智慧汽車的發展,車與車之間的通信,需要無線連線的高可靠性,吞吐量也越來越高,Wi-Fi 7在其中佔據了重要位置。