Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的优势和使用案例

如今，除了传统的移动设备，Wi-Fi前端模块(FEM)也开始支持一些新颖的应用。由于Wi-Fi技术的最新进展，创新的无线生态系统正在爆炸式增长，例如游戏、军事和工业应用。以下是你必须知道的信息。

无线网络作为一种通信技术已经被广泛使用了很多年。当我们在世界各地旅行时，我们可以发现这一点：无线网络可以连接到我们的家、我们的公司、我们当地的购物中心、医院、咖啡店等。我们希望并知道Wi-Fi可以正常工作，我们可以用最新的移动设备轻松接入。但是像所有其他技术一样，无线网络也在不断进步。Wi-Fi联盟和厂商也开始努力提升其频率范围，加快其上传下载速度，并缩小其体积。这也是为什么Wi-Fi在越来越多的应用领域流行的原因。

Wi-Fi 6和6E的优势

自1997年802.11 Wi-Fi标准问世以来，截至本文发表之日，电气与电子工程研究所(IEEE)已经发布了20种不同的802.11规范。2018年，为了简化这些规范提供功能和优势的方式，Wi-Fi联盟推出了一代命名方案，从802.11n的Wi-Fi 4开始，到802.11be的Wi-Fi 7(正在开发中)。最新一代的Wi-Fi 6包括最近批准的6 GHz频段(即Wi-Fi 6E)。Wi-Fi 6、6E和7都支持6 GHz到7 GHz的频率范围。

Wi-Fi 6(和6E)改进了Wi-Fi 5。这些改进支持更高的容量、更好的信号可靠性和更快的速度。无线网络6的主要特点/优势包括：

上行MIMO-Wi-Fi 5仅在下行模式下支持多用户MIMO。Wi-Fi 6包括上行，所有多用户可以同时上传和下载数据。

更宽的调制1024 QAM调制的Wi-Fi 6采用10位调制方案(相比Wi-Fi 5中的8位256 QAM调制)，可以实现更高的吞吐量，每个符号的传输容量提升25%。

更高的容量和效率——Wi-Fi 6使用正交频分多址(OFDMA)代替Wi-Fi 5中的正交频分复用(OFDM)，可以实现FDD代替TDD以及特定信道下的资源单元分配。副载波间距缩小到78.125 kHz(Wi-Fi 5间距的25%)，符号比Wi-Fi 5长4倍。所有这些变化加在一起意味着系统效率更高，可以同时上传或下载多个数据包，而不是一次只传输一个数据包。

基于时间安排的工作—在Wi-Fi 6中，接入点决定设备何时工作，因此它可以更高效地处理客户端。资源调度还可以显著降低睡眠期间的能耗，从而延长客户端的电池寿命。

多频段-Wi-Fi 5和Wi-Fi 4只能在2.4 GHz和5 GHz频谱范围内工作；除了2.4 GHz和5 GHz频段外，Wi-Fi 6E还支持最近开放的6 GHz频谱(Wi-Fi 6E)。

出色的无线网络6/6E新使用案例

Wi-Fi的价值影响力还是很显著的。Wi-Fi联盟最新研究《Wi-Fi的全球经济价值》显示，2018年以来，其经济价值增长了近1.7倍，从1.96万亿美元增长到3.3万亿美元。预计到2025年，这一数值将达到4.9万亿美元。这清楚地表明了无线网络在全球消费和商业市场的重要性。Wi-Fi 6/6E已应用于新型手机、路由器和网络适配器，为更多需要更高带宽和更低延迟的家庭和工业应用铺平了道路。新的Wi-Fi 6前端模块(FEM)和滤波器设计可以实现这些新的应用。这些设计提供了在客户驻地设备(CPE)和移动设备中优化Wi-Fi 6/6E所需的功能。

从我们的无线网络专家那里获得更多信息。

我们的“无线技术和趋势”博客系列提供了Qorvo无线连接解决方案专家的一些见解。在这些博客文章中，您可以获得关于最新Wi-Fi设计技能、趋势和创新解决方案的见解。

随着接入点和网络适配器开始满足Wi-Fi 6/6E对容量、速度和服务质量(QoS)的要求，市场将欢迎对带宽要求高、延迟敏感的新产品。这包括：

家庭/消费类——增强现实(AR)/虚拟现实(VR)眼镜和投影仪、高清摄像头等人工智能(AI)辅助媒体设备，都需要高带宽、低时延才能实现实时或近实时的视频响应。

工业/商业-工业物联网(IIoT)应用，如摄像机和其他实时仪器，需要更明确的网络行为来满足生产线和炼油作业的质量和安全要求。

军用-AR眼镜等视觉辅助系统需要在现场实现安全性和实时确定性。

虽然Wi-Fi Alliance还在这些应用领域进行很多标准细节的工作，但是这项技术已经成熟，可以随时使用。

与移动设备一样，这些系统需要占用的空间很小，并且拥有高带宽、低时延吞吐量、相似的确定性响应、低功耗、线性和抗干扰的Wi-Fi 6/6E解决方案。

小型移动设计的挑战

将Wi-Fi 6集成到更紧凑的设备中与手机设计没有什么不同。

么不同。所面临的挑战在于：使用更小巧的低功耗 IC 设备的同时，确保与路由器和网络适配器相同的联网功能和射频要求遵从性。其中一些挑战包括：

俘获和过滤 — 就像 Wi-Fi 5 一样，更高的频率会带来新的挑战。6 GHz Wi-Fi 频率的过渡频段非常窄。在较小的空间内，以最小的插入损耗实现满足系统隔离要求的抑制性能成为更重大挑战;没有屏蔽空间或分立滤波器组件。无论是在 5 GHz 还是 6 GHz 范围内运行，Qorvo 的紧凑型体声波 (BAW)、带缘和宽带滤波器都无需在紧密对齐组件周围使用屏蔽硬件。在射频前端中集成这些滤波器可满足小空间共存的需要。

干扰 — 只要能够连接网络，用户真的不会太关心他们使用的频率(或技术)。许多设备都支持多个无线电，因此 Wi-Fi 6 前端与其他技术共存变得至关重要。Qorvo 面向 Wi-Fi 6 的高品质 BAW 滤波器具有许多优势，包括：

裙边极陡

尺寸明显缩小

可实现同一器件或临近器件 Wi-Fi 和 LTE 信号共存

Qorvo 的滤波器可实现高性能共存，同时允许 Wi-Fi 发射器在接近 FCC 高低带缘的范围工作。

范围 — 更小的设备和更少的内部空间会限制 Wi-Fi 的覆盖范围。频率越高，带宽就越大，但物理障碍物的穿透性能就越低。使用像 edgeBoost 和 bandBoost 滤波器这样的 BAW 技术，如图 3 所示，可以帮助设计人员最大化其系统的射频范围。此外，有效利用能源和集成天线可以在更小的空间内提供更多的功能。Qorvo 新型 Wi-Fi 6/6E FEM 和滤波器可满足小型设备的设计要求，同时有助于最小化工程工作量，从而交付最优解决方案。

空间 — 将所有必要的 Wi-Fi 6 功能和容量压缩到更小空间，是实现新一代 Wi-Fi 设备创新应用所面临的最大挑战。小空间会限制物理环境，并需要对以下方面进行更深入的分析：

功率效率和散热 — 这些参数取决于应用。IIoT 边缘传感器可能严重受限，而汽车的集成解决方案具有更高容差。

天线集成 — 带集成天线的设备无需使用多个外部组件。

EVM — 误差矢量幅度要求更严格。

多频段兼容性 — 如上文所述，共存为必要条件。

环境 — 环境因应用而异，从超冷干燥到非常炎热潮湿。

可靠性 — Wi-Fi 已达到了用户预期的可靠性水平，且无论设备大小，都必须实现该预期水平。

认证 — 虽然 Wi-Fi 用户希望实现一定水平的可靠性，但政府和行业仍要求遵守法规和实现预期性能水平。小型设备会对满足这些要求的设计带来挑战，包括法规遵从性(FCC、FDA、FAA 等)、工业认证和商业合作伙伴认证。

Kevin 的结语：

除了家庭网关和智能手机，Wi-Fi 还将继续支持我们日常生活中的各种新技术。随着 AR、VR、实时工业安全等最新技术的发展，Wi-Fi 开始成为军事和工业领域的全新首选技术。基于这种发展势头，Qorvo 继续在这些领域与客户合作，利用我们 Wi-Fi 6/6E FEM 驱动的进步，帮助实现设计创新。

关于作者

Kevin Gallagher

Wi-Fi 组件部门高级产品营销经理

Kevin 拥有超过 33 年的行业经验，是 Qorvo 的移动 Wi-Fi 专家。他负责激励我们的团队创造一流的高性能移动 Wi-Fi 技术，帮助我们的客户突破现有和未来移动设备的极限。

原文标题：超越手机领域：将 Wi-Fi FEM 融入 AR/VR 和 IIOT 中