Wi-Fi7来了,智能家电接入方式要统一?

近年来,Wi-Fi规范迭代迅速。Wi-Fi6标准于2019年发布,最高速率从Wi-Fi5中的3.5Gbps提升至9.6Gbps。2020年,Wi-Fi6E标准公布,增加了对6GHz频谱的支持。Wi-Fi7标准初稿已于2021年公布,而近日,又有厂商现场演示了Wi-Fi7技术,并表示支持Wi-Fi7的终端设备将于2023年推出。

从公布的信息来看,Wi-Fi7(对应的国际标准是802.11be)将支持2.4GHz、5GHz和6GHz三个频段。在Wi-Fi6的基础上,Wi-Fi7将带宽从160MHz扩展到320MHz,并支持4096正交调幅(4096-QAM)、多资源单元(Multi-RU)、多链路操作、多用户多输入多输出增强(MU-MIMO)、多接入点协调(Multi-AP)等技术。Wi-Fi7的最高速度至少是Wi-Fi6(9.6Gbps)的三倍,预计将达到46Gbps。

Wi-Fi是室内无线通信性能之王

从参数上看,Wi-Fi6/Wi-Fi7已经是当前主流无线通信技术传输速率的天花板,尤其是规划中的Wi-Fi7,不仅可以处理4K/8K视频传输,还可以支持增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、在线游戏等,都是对数据吞吐量和延迟性能要求较高的应用。

无论是蓝牙、Zigbee还是LoRa,速率都比Wi-Fi低至少2个数量级。虽然UWB的速率高于蓝牙和Zigbee,但与Wi-Fi6或Wi-Fi7相比无胜算,普及率较低。目前还没有大规模应用,短时间内还无法冲击Wi-Fi技术的市场地位。在通信距离和配置难度方面,Wi-Fi并不逊色于上述技术。

就当前时间节点而言,Wi-Fi是室内无线通信技术的性能王者,Wi-Fi在智能家电无线连接市场的竞争中,具有非常突出的优势。

首先,如今的手机和笔记本都标配了Wi-Fi,用户可以随时随地用手机或电脑管理其他设备。这就是Wi-Fi技术在智能家电市场的“群众基础”。Wi-Fi具有良好的“普及基础”、用户学习成本低、配置简单、组网方便,这些都是除蓝牙以外其他竞争技术无法比拟的优势。

其次,在电视、投影、AR、VR等视频设备中,其他竞争技术很难有足够的速度,来满足4K图像等高质量视频数据的无线传输要求。高速传输应用是Wi-Fi技术的基础。

第三,越来越多的传统家电标配Wi-Fi。没有配备Wi-Fi的冰箱、空调、洗衣机很难被视为智能家电。已经进入无线网络时代,因此这些产品从基因上就支持Wi-Fi技术。

实现高性能Wi-Fi克服这些问题

用户群广泛,性能指标越来越好。Wi-Fi技术已显露出在智能家电市场占据主导地位的趋势。然而,更高的性能指标通常意味着最终产品开发人员需要应对更大的挑战。

以射频部分的实现为例,Wi-Fi5支持256QAM,而Wi-Fi6则支持1024QAM。QAM的增加对射频部分提出了更高的线性要求。(EVM)要求设置达到-47dB,此时需要使用专门针对EVM优化的射频前端模块,以确保最终产品能够通过认证。

从Wi-Fi5到Wi-Fi6的升级也提高了接收端的灵敏度要求,因此必须降低接收路径的噪声系数。而且Wi-Fi标准的演进对功耗的要求越来越高,而在功耗层面实现高性能是射频设计面临的挑战。功耗增加意味着射频模块中的热量增加,从而降低整体系统性能,同时影响数据吞吐量、覆盖范围和抗干扰能力。

此外,越来越多的设备使用以太网供电(PoE)。以太网供电对设备的功率有很大的限制。终端产品必须在PoE供电下最大化射频输出功率,并对射频前端性能进行优化,因此功耗低。

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