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WiFi 7,給射頻前端設計帶來大挑戰

發布時間:2023-04-13作者來源:金航標瀏覽:1999

就在 Wi-Fi 6 逐漸普及之際,預計于 2024 年才會完成標準制訂的下世代無線區域網絡 (WLAN) 標準,Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) 于 2022 年初引發一股熱潮,主要廠商競相發表解決方案,提前點燃市場卡位戰。Wi-Fi 7 Release1 在 2022 年底發布;Release2 預計于 2024 年底拍板。Wi-Fi 7 [敏感詞]網速可達 46.4Gbps,是 WiFi 6 [敏感詞]網速 9.6Gbps 的 4.8 倍,然而除了網速之外,Wi-Fi 7 應有更多業界認為值得投入的技術潛力與市場機會。

Wi-Fi 7 原生支援 2.4/5/6GHz 三頻段,并將最大通道頻寬擴增為 320MHz,增加新的頻寬模式;另外,導入 4096QAM,使得在相同的編碼下,Wi-Fi 7 可獲得 20% 的速率提升,多路鏈結運作 (Multi-Link Operation, MLO) 與多重資源單位 (Multi-Resource Unit, MRU) 技術都有助于大幅提升網絡效能。在元宇宙、自動駕駛、AIoT 等新應用的概念下,Wi-Fi 發展出現更多想像空間。本文探討 Wi-Fi 產業未來幾年的發展趨勢,Wi-Fi 7 芯片設計眉角,Wi-Fi 7 與新興應用的互動關系并布局未來商機。


Wi-Fi 多年來已經成為發展成熟的無線通訊技術,也非常受到市場與消費者的喜愛,帶動全球經濟產值約 3.3 萬億美元,每年約有 40 億個設備出貨量,目前市場上總計約有 160 億個 Wi-Fi 設備使用中。


Qorvo 亞太區資深市場行銷經理林健富 (圖1) 指出,射頻前端 (RF Front End) 肩負無線信號的傳送、接收,大致由放大器、接收器、開關、濾波器等元件組成。而以封裝來說,有 QFN 與 Laminate 兩種形式,由于 Laminate 設計架構較簡單、彈性,Qorvo 在 Wi-Fi 7 的新式設計都以 Laminate 封裝為主。

   

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                    圖 1. Qorvo 亞太區資深市場行銷經理林健富

而在放大器的設計上分成線性功率放大器 (Linear PA) 與非線性功率放大器 (Non-Linear PA),林健富表示,一般而言,線性功率放大器信號表現較佳,但是技術難度與成本都較高,所以現在有許多廠商會選用非線性功率放大器,并搭配數字預失真 (Digital Pre-Distortion, DPD) 以改善非線性功率放大器的信號表現,但是 DPD 會讓設計變得更加復雜,也需要更高的頻寬,同時需要系統主晶片的支援。


林健富說明,Wi-Fi 7 的技術規格全面升級,與射頻前端較有關的項目為 4096QAM 與 320MHz 頻寬,會提高射頻元件的設計難度。4096QAM 要求的誤差向量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM) 更低,EVM 是誤差矢量平均功率與參考信號的平均功率之比的平方根。EVM 一般用來評估發射器發射信號的調制質量,避免了用多個參數來表征發送射頻信號,4096QAM 要求 EVM 要達到 -38,對于射頻電路設計是很大的挑戰。





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