元宇宙、物聯(lián)網、汽車的下一個必爭之地？5G，WiFi 7射頻前端先聲奪人

(電子發(fā)燒友報道 文/章鷹) 萬物互聯(lián)正加速到來，疫情已經驅動人們工作和生活方式的轉變，對高性能無線連接的需求以前所未有的速度增長。更快的寬帶互聯(lián)網接入、更高分辨率的視頻流和 VR 游戲等要求更高的應用，正在推動對5G和Wi-Fi 7的需求。5G基于頻譜聚合，已經能夠實現(xiàn)高達10Gbps的峰值速率；而WiFi 7速度是當前商用的WiFi 6E的2.4倍，能夠帶來更快的速度、更低的時延。

從元宇宙、物聯(lián)網到汽車，最先進的5G和Wi-Fi連接都是實現(xiàn)產業(yè)潛能的技術利器。以對高速率低時延傳輸有很高要求的XR為例。國金證券研報顯示，元宇宙行業(yè)正處于初期投資階段，以10年來看，預計游戲、社交、商業(yè)等元宇宙價值鏈將占據科技行業(yè)的15%到20%；VR、AR、MR等XR元宇宙硬件終端，5G、6G、WiFi 6E和WiFi 7的技術承載，AI數據中心高速運算芯片都是推進元宇宙落地的關鍵基礎設施。

5G復雜性驟增，射頻前端可有利器？

射頻是各類移動終端通信功能的核心元器件。射頻前端是調制解調器和終端天線間的一套射頻組件，影響并管理無線發(fā)送和接收的全部信號。5G終端中最關鍵的子系統(tǒng)之一就是射頻前端。5G終端需要支持大量的全新頻段，從7GHz以下頻段到毫米波頻段。剛進入4G時代，一臺移動終端需要支持的頻段還不到20個。如今邁入5G時代，已經有超過10000個頻段組合，顯著增加了射頻前端的復雜性。

針對指數級提升的復雜性，技術研發(fā)型企業(yè)高通采用了具有開創(chuàng)性的方法。首先，是采用系統(tǒng)級方案，推動5G終端設計模式轉變——驍龍5G調制解調器及射頻系統(tǒng)是移動行業(yè)首款從調制解調器、射頻前端到天線的完整解決方案，集成先進的5G調制解調器、射頻收發(fā)器、射頻前端、毫米波天線模組以及軟件框架，目前已經推出了五代產品。

另一個思路，是將AI應用于調制解調器及射頻系統(tǒng)中。僅僅面向Sub-6GHz頻段，5G手機的天線就至少有9根。把越來越多的天線納入更小巧的終端，對于終端廠商而言是真正的挑戰(zhàn)，這對信號質量和用戶體驗而言都至關重要。而驍龍X70，引入原生5G AI處理能力，以開創(chuàng)性的方式利用AI技術實現(xiàn)5G性能的大幅提升。

仿真數據表明：在AI輔助信道狀態(tài)反饋和動態(tài)優(yōu)化技術支持下，基于Sub-6GHz連接，在小區(qū)邊緣，能在移動場景實現(xiàn)高達73%的吞吐量提升，在步行場景實現(xiàn)高達26%的吞吐量提升；全球首個AI輔助毫米波波束管理技術，在人口密集市區(qū)環(huán)境，能實現(xiàn)高達28%的網絡覆蓋提升；AI輔助自適應天線調諧，利用AI智能偵測用戶握持終端的手部位置，并實時動態(tài)調諧天線，使情境感知能力提高30%，從而支持更高的傳輸速度和能效，以及更廣的網絡覆蓋范圍。

5G網絡部署及5G智能手機普及提速，帶動全球射頻市場高速增長。據Gartner預測，到2026年射頻前端市場規(guī)模將達到210億美元，2019年至2026年間的復合年增長率為8.3%。

WiFi 7已來，射頻前端向上解法如何？

5G之外的無線連接技術，也在推動著射頻市場的增長。Yole射頻研究團隊預計，WiFi、藍牙、UWB將在2026年為連接性射頻前端市場帶來30億美元的規(guī)模，2021年至2026年的復合年增長率為8.4%，芯片組的市場價值不包括在內。這一增長是由智能手機中轉向更高的連接性射頻BoM，包括UWB、WiFi 6E和2x2 MIMO的快速實施推動。

而無線局域網和WiFi的不斷演進，又進一步提高了射頻前端的復雜性，因為蜂窩連接和WiFi信號必須保持分離，否則就會出現(xiàn)大量射頻干擾的風險。WiFi 6E和WiFi 7標準已引入6GHz的頻譜。因此，射頻前端必須有先進的過濾技術，避免射頻信號的重疊。

今年6月底，高通推出支持Wi-Fi 7的射頻前端模組。高通表示，新產品專為藍牙、WiFi 6E和新一代WiFi 7設計，適用于智能手機之外廣泛的終端品類，包括汽車、XR、PC、可穿戴設備、移動寬帶和物聯(lián)網等。

該模組，就支持5G與Wi-Fi共存，還能與高通ultraBAW濾波器配合以支持5G/Wi-Fi并發(fā)，增強使用蜂窩網絡終端的無線連接性能。

從這款模組，我們不難發(fā)現(xiàn)，高通在WiFi 7射頻前端的思路。他們的方案是，在模組中融合Wi-Fi基帶芯片和天線之間所需的關鍵組件，放大并適配信號以支持最優(yōu)無線傳輸。這樣，制造商可利用模組，快速、經濟地開發(fā)Wi-Fi客戶端設備。據悉，該模組正在向客戶出樣，商用終端預計將于2022年下半年上市。

而在今年2月和5月，高通先后推出了面向移動終端側的Wi-Fi 7芯片F(xiàn)astConnect 7800，以及面向網絡側的Wi-Fi 7產品——第三代高通專業(yè)聯(lián)網平臺，提供端到端的Wi-Fi 7支持。

在MWC2022上，高通率先推出了FastConnect 7800，這是全球首款Wi-Fi 7產品，峰值速率也是業(yè)界最高，達到了5.8Gbps, 時延低于2ms，功耗比上一代減少50%。

5月，高通又將WiFi能力擴展到了網絡側，推出了第三代高通專業(yè)聯(lián)網平臺，面向企業(yè)級接入點、WiFi網狀網絡、運營商網關和頂級家用路由器，支持6路至16路數據流網絡連接，支持包括320MHz信道等WiFi 7關鍵特性，無線接口容量高達33Gbps，峰值吞吐量超過10Gbps，性能指標非常亮眼。

值得一提的是，這款WiFi 7平臺已經商用——6月15日，新華三推出了業(yè)界首款WiFi 7家用路由器，型號為 H3C Magic BE18000，采用第三代高通專業(yè)聯(lián)網平臺，最大頻寬320MHz，支持18000M無線速率、6GHz頻段、雙萬兆網口。

而在家用場景之外，廣泛的行業(yè)用例也將為WiFi 7帶來更大的舞臺?！拔覀兡芸吹侥壳暗腁R眼鏡需要通過有線連接，但未來AR眼鏡將會是以無線連接的方式呈現(xiàn)?！币晃籄R公司創(chuàng)始人對記者表示。

今年5月，高通推出了采用驍龍XR2平臺的全新無線AR智能眼鏡參考設計，移除了AR眼鏡與兼容智能手機、Windows PC或處理單元之間的連接線；同時，基于該參考設計，高通還推出了搭載 FastConnect 6900的XR軟件套件，將智能手機和AR 眼鏡之間的通信時延降低到 3 毫秒以下。

隨著高通FastConnect 7800 WiFi 7連接系統(tǒng)的商用，未來AR、VR終端將進一步實現(xiàn)速率提升和時延的優(yōu)化，從而讓終端用戶真正感受到栩栩如生的視覺效果和無拘無束的XR體驗，真正邁入元宇宙。在其中，WiFi 7射頻前端模組也將發(fā)揮重要作用，支持終端廠商推出性能更高、續(xù)航更持久、更快商用的產品。

在汽車領域，網聯(lián)化、智能化和電動化浪潮鋪面而來，5G 和WiFi先進技術的應用，不僅將為駕乘人員的座艙娛樂體驗帶來提升，還將推動車與萬物的互聯(lián)。

WiFi 7和5G正在加速發(fā)展，走向千家萬戶，深入千行百業(yè)，作為科技連接美好未來的生動注腳。

此文為電子發(fā)燒友原創(chuàng)，轉載請注明來源。作者微信號zy1052625525。需入群交流，請?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿爆料采訪需求，請發(fā)郵箱huangjingjing@elecfans.com。