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如今，我们对高性能Wi-Fi®的需求空前高涨。游戏、流媒体服务和远程工作的普及，增加了人们对更快、更强大的住宅无线连接的需求。在商业环境中，追求更高运营效率和更低能源消耗正在推动自动化水平的提高、智能工厂的发展，以及预测性维护技术的广泛采用——所有这些都依赖于对大量数据的通信和分析。
因此，Wi-Fi网络的迅速发展也就不足为奇了。两年之内Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E相继推出加上Wi-Fi 7的开发，足以证明这一点。但要跟上这种变化的步伐可能很难。Wi-Fi 7（正式名称为Wi-Fi标准IEEE 802.11be修正案）被认为是该标准历史上无线通信速度提升幅度极大的一次更新。但这对电子工程师和终端用户意味着什么？我们又能期待获得哪些优势呢？
Wi-Fi 7带来了多大的改进？让我们首先回顾一下Wi-Fi 6和6E的特点，然后再比较一下Wi-Fi 7在技术创新方面提供的优势以及这些创新所带来的性能提升。
01、Wi-Fi 6/6E——解放无线
Wi-Fi 6和6E都属于IEEE 802.11ax标准。与Wi-Fi 5相比，Wi-Fi 6和6E在性能上有了显著提升，这样的提升是更快的无线连接不断增长的需求所迫切需要的。
Wi-Fi服务从“聊胜于无”到“必不可少”的转变意味着Wi-Fi专业人士在有限的频谱分配下难以满足日益增长的需求。有鉴于此，Wi-Fi 6被分配了额外的频谱，它在两个不同的频率范围内运行：2.4GHz和5GHz。Wi-Fi 5的理论传输速率每秒可达千兆比特（Gbps），但在实践中，Wi-Fi 5的连接速度很少会超过每秒数百兆比特 (Mbps)。Wi-Fi 6可将速度提升到9.6Gbps。即使有了这些性能升级，对更快、更可靠无线连接的需求仍在不断增长，在短短一年内又催生了Wi-Fi 6E的问世。
Wi-Fi 6E通过增加更多的频谱来提高运行效率，这次增加的是6GHz频段，这一频段有助于规避网络干扰和拥塞问题。2021年，首款支持所有三个频段（2.4GHz、5GHz和6GHz）的硬件上市，为Wi-Fi专业人员提供了丰富的实现选项。
这类硬件的例子包括TDK用于高至7.25GHz频段的各种Wi-Fi 6E射频组件。这些双工器、平衡器和滤波器适用于移动、消费物联网、医疗和工业无线通信应用，这些解决方案具有低插入损耗和各种尺寸，从1mm×0.5mm到0.33mm厚度。
TDK DPX双工器适用于手机、无线局域网、蓝牙通信等应用中双频系统的频段切换。这些双工器体积小，重量轻，具有薄型和低插入损耗特性，使用时不需要调整。表面贴装DPX系列具有50Ω阻抗，包括频率范围为650MHz至5.95GHz的7.125GHz型号。
TDK射频平衡器提供广泛的SMD/SMT型号，阻抗范围从50Ω到200Ω不等。这些多层芯片变压器平衡转换器由低温共烧陶瓷（LTCC）构成，将信号从平衡转换到不平衡，反之亦然。它们采用尖端的小型化技术，同时为2.4GHz和5GHz无线局域网提供卓越的电气特性。
TDK DEA射频滤波器采用LTCC材料创建共振频率，允许某些频率范围通过，同时屏蔽或衰减其他不需要的频率范围。这些器件包括高通和低通滤波器，以及频率从5MHz到8GHz的带通滤波器。TDK DEA RF滤波器可用于许可和免许可频率范围内具有无线通信（如WLAN，蓝牙，蜂窝，GPS，Zigbee®和WiMAX）功能的产品。
除了提供标准的通用滤波器外，TDK还与芯片组合作伙伴合作，为特定芯片组设计定制匹配的滤波器，包括用于电池供电设备的低插入损耗（即节能）滤波器，以及用于电源连接设备的高衰减/高性能产品。
诸如TDK等制造商现已准备好支持下一代无线通信：Wi-Fi 7。
02、Wi-Fi 7——潜在的游戏规则改变者
Wi-Fi 7设计旨在提供比Wi-Fi 6更高的数据传输速度，同时减少延迟。与此同时，Wi-Fi 7还提升了客户端的整体网络容量。它旨在适应即将问世的8K视频流，而且在得到广泛采用后还可以支持工业和游戏领域的沉浸式、低延迟扩展现实（XR）应用。
Wi-Fi 7向后兼容Wi-Fi 5/6/6E，因此购买一台新的Wi-Fi 7路由器并不会影响现有无线设备的使用。不过，旧路由器需要通过基于Wi-Fi 7的客户端连接到路由器，才能发挥新标准的各种性能优势。
Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7之间极重要的三项改进是理论更大速度、更宽的信道和更高阶的正交调幅（QAM）（表1）。
表1：Wi-Fi 7、Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的对比（来源：贸泽电子重新编辑）
Wi-Fi 6E的速度可达9.6Gbps，这已经足够令人惊艳了，但Wi-Fi 7的单客户端最高速度有望达到46Gbps，这就好比是Wi-Fi世界的曲速引擎。
Wi-Fi 6E的每信道带宽高至160MHz，但在6GHz频段的新频谱中，信道带宽将增加到320MHz，提供更多带宽来传输更多数据。从Wi-Fi 6E的1024 QAM信道增加到Wi-Fi 7的4096 QAM信道，再加上320MHz宽信道，46Gbps的高传输速度将成为可能。
这只是一个简短的介绍。让我们来深入了解一下Wi-Fi 7固有的技术进步。
03、多链路工作
Wi-Fi 7中令人印象非常深刻的功能之一是多链路工作（MLO），这在Wi-Fi 6/6E中是无法实现的。如果无线电频率条件允许，MLO可在接入点和客户端之间通过不同的无线电进行传输。
本质上，相比之前的2.4GHz和5GHz频段，5GHz频段和新的6GHz频段之间更加接近，MLO就利用了这一事实，因此在实际应用中，这两个频段具有相同的速度。
因此，MLO将支持设备同时连接到5GHz信道和6GHz信道，并使用这两种信道近乎无延迟地发送和接收数据——这是802.11标准整体演进中的一项创新。这样可以减少延迟，提高数据速率，实现更好的负载均衡，并在跨链路时重复发送数据包，从而提高网络的可靠性。
04、正交调幅
QAM是一种调制技术，它通过发送两个相位相差90°的载波（即“正交”），尽可能地增加一次可以发送的比特数。
Wi-Fi 6E支持1024 QAM，而Wi-Fi 7将其增加到4096信道（或4K）QAM，吞吐量增加20%。与Wi-Fi 6/6E相比，Wi-Fi 7效率更高、容量更大、数据传输更快，且延迟更低。
注意，当Wi-Fi 7落地时，不同地区之间会有差异。用于Wi-Fi的可用频谱会因国家/地区而异，取决于当地监管机构如何分配。例如，美国的多链路工作将能够使用5GHz和6GHz信道，而中国的Wi-Fi设备将使用两个不同的5GHz频段信道。
05、自动频率协调
将6GHz频段用于Wi-Fi的决定会引发一些问题，而自动频率协调（AFC）旨在解决这些问题。
其中的根本问题在于，6GHz已是一个被广泛使用的频段。美国国家航空航天局和国防部等联邦机构，以及全球的气象雷达系统和射电天文学家，都依赖这个频段进行重要的通信，“乱入”的Wi-Fi信号会带来大麻烦。好在6GHz微波的现有用途很大程度上是可预测、小范围、静止固定的。AFC可以支持Wi-Fi进入该频段，使其与现有用例协调工作成为可能。
AFC使Wi-Fi 7网络能够在气象雷达、射电望远镜和其他6GHz频段的已有用户附近运行，避免在可能干扰这些用户的波段内传输数据。同时，当Wi-Fi 7网络检测到附近没有已有的频段用户时，还能够以更高的功率进行广播。虽然AFC实际上是随着Wi-Fi 6E推出的功能，但Wi-Fi 7将会更广泛地采用AFC认证的无线设备。
当附近没有现有用户使用6GHz频段时，Wi-Fi 7网络在该频段上的传输功率（据大致估计）将是检测到现有用户时使用的统一低级别传输功率的63倍。信号功率越大，信号就越强、越可靠，吞吐量就越大，传播距离也越远。
06、多资源单元
与AFC密切相关的是多资源单元（MRU），这是Wi-Fi 7中的一个新特性，它改进了首次引入Wi-Fi 6中的正交频分多址（OFDMA）特性。OFDMA在频率内建立独立的调制子载波，支持多个客户端同时输入和输出数据，因而提高了吞吐量，减少了延迟。
Wi-Fi 7的MRU功能增强了干扰缓解能力，提高了OFDMA效率，进一步减少了多用户延迟。通过有选择地穿透频段的重叠部分，MRU可确保数据只在清晰的频率上传输，从而提高了拥挤Wi-Fi环境下的数据速率和可靠性。
07、多用户、多输入、多输出
多用户多输入多输出技术（MU-MIMO）允许Wi-Fi路由器同时与多台设备通信。Wi-Fi 6/6E将双向MU-MIMO引入实际应用，与Wi-Fi 5的4×4 MU-MIMO相比，空间流的数量增加了一倍，达到8路。实际应用中，该功能支持多达8路连接同时访问互联网，而不会降低速度和吞吐量。Wi-Fi 7将空间流的数量增加到16路，支持多达16台设备高速收发数据。
结语
Wi-Fi 7有望通过提高速度、增大带宽、增强可靠性和超低延迟来实现超高性能。除了TDK的Wi-Fi 7兼容产品选择之外，Broadcom和Qualcomm等公司也已经宣布致力于提供Wi-Fi 7元件；然而，要提供足够多支持Wi-Fi 7的设备并优化网络基础设施，还有很长的路要走。至少在初始阶段，从Wi-Fi 7受益的很可能是对无线网络有着复杂又苛刻要求的大型企业。在其他场景下，Wi-Fi 6E依旧会是主流。
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