Wi-Fi 7即将实现落地,短距离通信市场值得期待 - UWB芯片实验室

Wi-Fi 7即将实现落地,短距离通信市场值得期待

我们每天都在使用的Wi-Fi、蓝牙,都属于这个短距离通信。

最近这段时间,行业里关于Wi-Fi 7的新闻越来越多,让人们对这个通信细分领域,又新增了不少关注。

很多人都说,Wi-Fi 6我才刚用上呢,怎么7又来了?Wi-Fi 7的出现,会不会对5G这样的蜂窝通信技术造成影响?短距无线通信,会迎来一波利好吗?

短距通信的发展历程

短距无线通信技术的起步时间,比蜂窝通信更晚。

上世纪80年代,美国FCC(联邦通信委员会)基于产业界的强烈要求,推出了免授权频谱(即ISM频段),给短距无线通信技术的出现创造了条件。

1990年,IEEE成立了802.11工作组,打算基于免授权频谱,建立一套通用的无线技术标准。

不久后,他们选中了澳大利亚研究机构CSIRO发明的一套无线网技术,吸纳为802.11的核心技术标准。

1999年,802.11a和802.11b先后获得批准。无线以太网相容性联盟(WECA,也就是后来的Wi-Fi联盟)成立后,正式将这个技术定名为Wi-Fi。

Wi-Fi的产业化先驱:苹果

Wi-Fi的产业化先驱,是大名鼎鼎的苹果公司。1999年7月,他们在其推出的新一代iBook笔记本电脑中,首次引入Wi-Fi,从而掀起了全球范围内的普及浪潮。Wi-Fi的崛起,具有明显的时代背景。那时,互联网正在蓬勃发展,而数据蜂窝(3G)刚刚起步。只有基于Wi-Fi,笔记本电脑这样的便携式产品,才可以获得无线网络接入能力。与Wi-Fi几乎同时出现的,还有蓝牙(Bluetooth)。1994年,爱立信率先提出了蓝牙的早期方案,目的是为了让移动电话能够和其它配件之间建立低功耗、低成本的无线通信连接。1998年,爱立信联合IBM、英特尔等5家著名厂商,共同成立了“特别兴趣小组”(SIG),后来演变为蓝牙技术联盟。第一代蓝牙(蓝牙1.0),诞生于1999年,后来被正式列入802.15.1标准。进入21世纪后,以Wi-Fi和蓝牙为代表的短距无线通信技术,借着互联网的东风,获得了飞速发展。Wi-Fi从Wi-Fi 1一路演进到了Wi-Fi 6,而蓝牙也从1.0到了5.0。

Wi-Fi的演进除了笔记本电脑等消费应用场景之外,短距通信技术在物联网领域也有广泛的应用。短距通信技术使用的是免授权频段,既节约了昂贵的频谱购买费用,也规避了繁冗的申请流程。所以,备受行业企业青睐。很多公司都开发了相应的产品,投入到智能家居、工业制造、医疗教育等领域,为物联网的早期发展做出了贡献。

等到4G、5G等蜂窝通信技术开始全面介入物联网领域的时候,已经是2015-2020年了。蜂窝物联网来得虽然迟,但凭借通信距离远、网络带宽高等优势,很快成为行业新宠,挤占了短距无线通信技术的市场份额。发展至今,蜂窝通信技术和短距无线通信技术,已经逐渐形成了一个相对稳定的竞争格局。前者更多适用于室外、通信距离较远、移动性较高的场景。后者则更适合室内等相对固定的场景,尤其是家庭、办公区、园区等场景。两者之间也会有一定的重合或协作。例如汽车类应用,汽车外连通常会采用蜂窝技术,而车辆内部通信则会采用Wi-Fi或蓝牙。再例如笔记本电脑,既有Wi-Fi,也有蜂窝。根据市场数据显示,Wi-Fi和蓝牙的生命力还是很旺盛的,发货量始终居高不下(2022年Wi-Fi出货量超过44亿台),不输蜂窝通信。短距通信技术的优势,其实非常明显。虽然它们的部分性能指标不如5G,但性价比极高、组网简单,且方便部署。对于很多用户来说,它的使用成本更低,不需要依赖运营商公网,有更强的独立性和私密性,所以仍有重要价值。

Wi-Fi 7,开启短距通信新时代

最近几年,整个社会的数字化转型进程在不断加快。各行各业的复杂数字化场景,对通信技术的性能指标提出了更高的要求。为了弥补技术指标上的差距,也为了更好地满足用户需求,短距无线通信技术加快了自身的技术迭代。在Wi-Fi这条技术线上,就演进出了Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7,官方标准名字叫做802.11be,还有一个“昵称”,叫EHT(Extremely High Throughput,极高吞吐量)。作为最新一代Wi-Fi技术标准,它集合了320MHz频宽、4K-QAM、增强MU-MIMO、MLO等技术,最高理论速率可以达到46Gbps,是Wi-Fi 6的3倍以上。Wi-Fi 7的时延相比前代也有明显下降,可以达到5ms以内。除了速率、时延等性能指标提升之外,Wi-Fi 7还带来了在网络组网和协同方面的改进。只要符合标准,不同厂商之间的路由AP,都可以进行协同,进而实现小区间的时域和频域协调规划,小区间的干扰协调,以及分布式MIMO等。这有效降低了AP之间的干扰,也极大提升无线空口资源的利用率。最近这几月,Wi-Fi 7进入了一个产品密集发布期。很多厂商都发布了Wi-Fi 7相关的产品,既有路由器,也有终端。几天前,Wi-Fi联盟也正式宣布,全面启动Wi-Fi 7的认证。这对于Wi-Fi产业来说,是一个重要的里程碑。作为产业的重要一环,Wi-Fi 7模组也有值得关注的商业化进展。

近年来,FWA(固定无线接入)业务在全球范围内发展迅速,对MiFi、CPE等设备市场有很大的带动。集成了先进蜂窝技术(5G)和短距通信技术(Wi-Fi 7)的模组,相信也会受到市场的欢迎。

Wi-Fi模组的发展趋势

Wi-Fi在家庭、商业、工业和车联网等,拥有极为广泛的应用。随着时代和技术的发展,Wi-Fi模组也呈现出一些新的趋势。第一个趋势,是模组设计难度的增加。不同的应用场景,对Wi-Fi模组的要求也存在差异,这对模组的设计带来很大的挑战。Wi-Fi模组的类型,一般来说包括三种。第一种,是透传类,相当于一个RF射频收发模组,特点是吞吐量大。第二种,是MCU类,内置运行RTOS系统的微型处理器,相当于一个单片机,功能更强,但速率较低,主要适合物联网类的应用。第三种,是车规模组,符合车规级要求,可靠性更高。

而移远在Wi-Fi模组领域的布局,就呈现出“全面性”的特点,上述三种类型均有丰富的产品。但不同类型的模组,对设计要求以及兼容性要求不太一样。以刚才提到的CPE为例。因为它既有蜂窝通信,又有Wi-Fi通信,两者的工作频率很可能比较接近,就存在共存问题。也就是说,临近的信道,会产生干扰,影响信号的收发质量。Wi-Fi模组的另一个发展趋势,就是产品类别多样化。我们平常所熟知的Wi-Fi,都是基于传统2.4G/5G/6GHz频段。事实上,Wi-Fi还有一个重要类别,就是Sub-GHz(工作频率低于1GHz)。最典型的代表,是Wi-Fi HaLow。

短距通信技术,仍然有巨大的市场空间

总而言之,以Wi-Fi为代表的短距通信技术,仍然有巨大的市场空间。垂直行业的数字化场景是极为复杂的。多样化的需求,需要多样化的技术。对于短距通信技术来说,凭借自身在成本和灵活性上的优势,相信还有无限的发展潜力以待挖掘。Wi-Fi 7,其实就是短距通信技术积极满足用户需求、努力进行能力升级的一种体现。相信随着它的普及,短距通信将会迎来更美好的明天。

|本文新知号:鲜枣课堂 原标题:Wi-Fi 7全面落地,短距离通信市场有望爆发!

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