引言

多年來，Wi-Fi 作為一種通信技術一直被廣泛使用。 當我們在世界各地旅行時，我們都能發現這一點：在我們的家里、我們的公司、我們當地的商場、醫院、咖啡店等都可以連接 Wi-Fi。我們希望并清楚 Wi-Fi 能夠正常工作，而且我們也可以利用最新的移動設備輕松訪問。但就像所有其他技術一樣，Wi-Fi 也在不斷進步。Wi-Fi 聯盟和制造商也開始努力提高其頻率范圍，加快其上傳和下載速度，并縮小其外形尺寸。這就是 Wi-Fi 在越來越多的應用領域普及的原因所在。

Wi-Fi 6 和 6E 的優勢

2018 年，為簡化這些規范提供功能和優勢的方式，Wi-Fi 聯盟引入了一種代命名方案，從面向 802.11n 的 Wi-Fi 4 開始到面向 802.11be 的 Wi-Fi 7（開發中）。最新一代 Wi-Fi 6 包括近期批準的 6 GHz 頻段（即 Wi-Fi 6E）。如圖 1 中所示，Wi-Fi 6、6E 和 7 均支持 6 GHz 至 7 GHz 的頻段范圍。

圖 1：Wi-Fi 6、6E 和 7 頻段

Wi-Fi 6（和 6E）對 Wi-Fi 5 進行了改進。這些改進支持更高的容量、更出色的信號可靠性和更快的速度。Wi-Fi 6 的關鍵特性/優勢包括：

上行 MIMO —Wi-Fi 5 只有在下行模式中才支持多用戶 MIMO。Wi-Fi 6 包括上行，所有多個用戶可同時上傳和下載數據。

更寬調制 — 帶有 1024 QAM 調制的 Wi-Fi 6 采用 10 位調制方案（與 Wi-Fi 5 中的 8 位 256 QAM 調制相比），可實現更高的吞吐量，并將每個符號的傳輸容量提高 25%。

更高容量和效率 — Wi-Fi 6 采用正交頻分多址接入 (OFDMA)，而不是 Wi-Fi 5 中的正交頻分復用 (OFDM)，這樣可以實現 FDD，從而取代 TDD，還能實現特定信道內的資源單元分配。子載波間隔減小至 78.125 kHz（為 Wi-Fi 5 間隔的 25%），且符號比 Wi-Fi 5 長 4 倍。所有這些變化結合在一起，意味著系統更加高效，能夠同時上傳或下載多個數據包，而不是一次只傳輸一個數據包。

基于調度的工作 — 在 Wi-Fi 6 中，接入點決定設備何時工作，因而能夠更加高效地處理客戶端。資源調度還能顯著減少休眠期間的能耗，從而延長客戶端的電池續航時間。

多頻段 — Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 4 只能在 2.4 GHz 和 5 GHz 頻譜范圍內運行；而 Wi-Fi 6E 除了 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段外，還支持最近開放的 6 GHz 頻譜（表示 Wi-Fi 6E）。

非常棒的 Wi-Fi 6/6E 新用例

Wi-Fi 的價值影響依然非常顯著。Wi-Fi 聯盟最新研究“Wi-Fi 的全球經濟價值”表明，2018 年以來，其經濟價值增長了近 1.7 倍，從 1.96 萬億美元增長到 3.3 萬億美元。預計，到 2025 年，該價值將達到 4.9 萬億美元。這明確表明 Wi-Fi 在全球消費類和商業市場領域的重要性。Wi-Fi 6/6E 已經應用于新型移動電話、路由器和網絡適配器，為更多需要更高帶寬和更低延遲的家庭和工業應用鋪平了道路。新型 Wi-Fi 6 前端模塊 (FEM) 和濾波器設計可實現這些新應用，這些設計提供了用戶端設備 (CPE) 和移動設備中優化 Wi-Fi 6/ 6E 所需的功能。

隨著接入點和網絡適配器開始滿足 Wi-Fi 6/6E 的容量、速度和服務質量 (QoS) 要求，市場將迎來帶寬要求高、延遲敏感的新型產品。這包括：

家庭/消費類 — 增強現實 (AR)/虛擬現實 (VR) 眼鏡和投影儀、高清攝像頭以及其他人工智能 (AI)輔助媒體設備，這些設備都需要高帶寬和低延遲來實現實時或近實時視頻響應。

工業/商業 — 工業物聯網 (IIoT) 應用，如攝像頭以及其他實時儀器儀表，需要更確定的網絡行為，以滿足生產線、煉油作業等的質量和安全要求。

軍事 — AR 眼鏡和其他視覺輔助系統，需要在現場實現安全性和實時確定性。

盡管 Wi-Fi 聯盟還在繼續致力于這些應用領域的許多標準細節，但這項技術已經成熟并隨時可用。

如移動設備一樣，這些系統需要占用很少空間，同時具備高帶寬、低延遲吞吐量、類似確定性響應、低功耗、線性度和抗干擾性的 Wi-Fi 6/6E 解決方案。

小型移動設計的挑戰

將 Wi-Fi 6 融入更緊湊的設備中與移動手機設計并沒有什么不同。所面臨的挑戰在于：使用更小巧的低功耗 IC 設備的同時，確保與路由器和網絡適配器相同的聯網功能和射頻要求遵從性。其中一些挑戰包括：

俘獲和過濾 — 就像 Wi-Fi 5 一樣，更高的頻率會帶來新的挑戰。6 GHz Wi-Fi 頻率的過渡頻段非常窄。在較小的空間內，以最小的插入損耗實現滿足系統隔離要求的抑制性能成為更重大挑戰；沒有屏蔽空間或分立濾波器組件。無論是在 5 GHz 還是 6 GHz 范圍內運行，Qorvo 的緊湊型體聲波 (BAW)、帶緣和寬帶濾波器都無需在緊密對齊組件周圍使用屏蔽硬件。在射頻前端中集成這些濾波器可滿足小空間共存的需要。

圖 2：edgeBoost、coexBoost 和 bandBoost 濾波器技術的應用領域

干擾 — 只要能夠連接網絡，用戶真的不會太關心他們使用的頻率（或技術）。許多設備都支持多個無線電，因此 Wi-Fi 6 前端與其他技術共存變得至關重要。Qorvo 面向 Wi-Fi 6 的高品質 BAW 濾波器具有許多優勢，包括：

裙邊極陡

尺寸明顯縮小

可實現同一器件或臨近器件 Wi-Fi 和 LTE 信號共存

Qorvo 的濾波器可實現高性能共存，同時允許 Wi-Fi 發射器在接近 FCC 高低帶緣的范圍工作。

范圍 — 更小的設備和更少的內部空間會限制 Wi-Fi 的覆蓋范圍。頻率越高，帶寬就越大，但物理障礙物的穿透性能就越低。使用像 edgeBoost 和 bandBoost 濾波器這樣的 BAW 技術，如圖 3 所示，可以幫助設計人員最大化其系統的射頻范圍。此外，有效利用能源和集成天線可以在更小的空間內提供更多的功能。Qorvo 新型 Wi-Fi 6/6E FEM 和濾波器可滿足小型設備的設計要求，同時有助于最小化工程工作量，從而交付最優解決方案。

圖 3：用于最大化射頻范圍的 BAW 濾波器

空間 — 將所有必要的 Wi-Fi 6 功能和容量壓縮到更小空間，是實現新一代 Wi-Fi 設備創新應用所面臨的最大挑戰。小空間會限制物理環境，并需要對以下方面進行更深入的分析：

功率效率和散熱 — 這些參數取決于應用。IIoT 邊緣傳感器可能嚴重受限，而汽車的集成解決方案具有更高容差。

天線集成 — 帶集成天線的設備無需使用多個外部組件。

EVM—誤差矢量幅度要求更嚴格。

多頻段兼容性 — 如上文所述，共存為必要條件。

環境 — 環境因應用而異，從超冷干燥到非常炎熱潮濕。

可靠性 — Wi-Fi 已達到了用戶預期的可靠性水平，且無論設備大小，都必須實現該預期水平。

認證 — 雖然 Wi-Fi 用戶希望實現一定水平的可靠性，但政府和行業仍要求遵守法規和實現預期性能水平。小型設備會對滿足這些要求的設計帶來挑戰，包括法規遵從性（FCC、FDA、FAA 等）、工業認證和商業合作伙伴認證。

Kevin 的結語

除了家庭網關和智能手機，Wi-Fi 還將繼續支持我們日常生活中的各種新技術。隨著 AR、VR、實時工業安全等最新技術的發展，Wi-Fi 開始成為軍事和工業領域的全新首選技術。

審核編輯：郭婷