WiFi 7，给射频前端设计带来大挑战

2023-04-13 15:13:51 545

就在 Wi-Fi 6 逐渐普及之际，预计于 2024 年才会完成标准制订的下世代无线区域网络 (WLAN) 标准，Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) 于 2022 年初引发一股热潮，主要厂商竞相发表解决方案，提前点燃市场卡位战。Wi-Fi 7 Release1 在 2022 年底发布；Release2 预计于 2024 年底拍板。Wi-Fi 7 最高网速可达 46.4Gbps，是 WiFi 6 最高网速 9.6Gbps 的 4.8 倍，然而除了网速之外，Wi-Fi 7 应有更多业界认为值得投入的技术潜力与市场机会。

Wi-Fi 7 原生支援 2.4/5/6GHz 三频段，并将最大通道频宽扩增为 320MHz，增加新的频宽模式；另外，导入 4096QAM，使得在相同的编码下，Wi-Fi 7 可获得 20% 的速率提升，多路链结运作 (Multi-Link Operation, MLO) 与多重资源单位 (Multi-Resource Unit, MRU) 技术都有助于大幅提升网络效能。在元宇宙、自动驾驶、AIoT 等新应用的概念下，Wi-Fi 发展出现更多想像空间。本文探讨 Wi-Fi 产业未来几年的发展趋势，Wi-Fi 7 芯片设计眉角，Wi-Fi 7 与新兴应用的互动关系并布局未来商机。

Wi-Fi 多年来已经成为发展成熟的无线通讯技术，也非常受到市场与消费者的喜爱，带动全球经济产值约 3.3 万亿美元，每年约有 40 亿个设备出货量，目前市场上总计约有 160 亿个 Wi-Fi 设备使用中。

Qorvo 亚太区资深市场行销经理林健富 (图1) 指出，射频前端 (RF Front End) 肩负无线信号的传送、接收，大致由放大器、接收器、开关、滤波器等元件组成。而以封装来说，有 QFN 与 Laminate 两种形式，由于 Laminate 设计架构较简单、弹性，Qorvo 在 Wi-Fi 7 的新式设计都以 Laminate 封装为主。

图 1. Qorvo 亚太区资深市场行销经理林健富

而在放大器的设计上分成线性功率放大器 (Linear PA) 与非线性功率放大器 (Non-Linear PA)，林健富表示，一般而言，线性功率放大器信号表现较佳，但是技术难度与成本都较高，所以现在有许多厂商会选用非线性功率放大器，并搭配数字预失真 (Digital Pre-Distortion, DPD) 以改善非线性功率放大器的信号表现，但是 DPD 会让设计变得更加复杂，也需要更高的频宽，同时需要系统主晶片的支援。

林健富说明，Wi-Fi 7 的技术规格全面升级，与射频前端较有关的项目为 4096QAM 与 320MHz 频宽，会提高射频元件的设计难度。4096QAM 要求的误差向量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM) 更低，EVM 是误差矢量平均功率与参考信号的平均功率之比的平方根。EVM 一般用来评估发射器发射信号的调制质量，避免了用多个参数来表征发送射频信号，4096QAM 要求 EVM 要达到 -38，对于射频电路设计是很大的挑战。

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