当你还没有搞懂WiFi 6有什么特点的时候,WiFi 7已经要来了!

微观人 2021-11-23

wi-fiwi-fi联盟

2638 字丨阅读本文需 7 分钟

在最近的联发科技术峰会上,联发科调侃称将在CES2022展示下一代Wi-Fi网络技术Wi-Fi 7。联发科指出,Wi-Fi 7将比Wi-Fi 6E快2.4倍,带来更快的速度、更低的延迟和更好的抗干扰能力。

据说 Wi-Fi 7 比Wi-Fi 6E带来了重大改进。一是速度方面。如果在 Wi-Fi 7 产品上使用与在 Wi-Fi 6E 上相同数量的天线,速度将提高 2.4 倍。

除此之外,Wi-Fi 7还将会在穿透率、覆盖面积以及信号干扰等方面进行升级。Wi-Fi联盟表示,这也就意味着即使信号穿透率明显提高,你也还是能与邻居的Wi-Fi“友好相处”,不会出现互相干扰的问题。

但根据此前Wi-Fi联盟的资料显示,Wi-Fi 7需要较长时间的技术落地,虽然有希望在2022年正式落地相关标准,但正式商用可能还要等待更久,毕竟仅仅加入6GHz后,Wi-Fi 6E相关的路由器产品就已经相当昂贵,而考虑到全球缺芯问题,相应的高端路由器短时间内可能也很难在价格上有所缓和。

不过,联发科方面也指出,Wi-Fi 联盟仍“处于 Wi-Fi 7 标准化进程的早期阶段”,他无法确切说明 Wi-Fi 7 标准何时最终确定,但他表示尽管该标准“仍在发展中”,但 Wi-Fi 7 标准预计将“在 2022 年第二季度发布”。根据这一时间表,该技术预计将于 2023 年面世。

据华为介绍,新一代WiFi 7即将于2022年亮相。很多人可能不知道,华为是全球拥有Wi-Fi 7技术最多的公司,已经超越了高通和英特尔。

华为对Wi-Fi 7的贡献不仅在这里,根据华为官网关于WiFi 7的介绍,华为还在不断拓展更多的WiFi 7相关技术,相比WiFi 6,新的WiFi 7信道带宽高达320MHz,最高传输速率高达30Gbps。

WiFi 7(Wi-Fi 7)是即将推出的下一代Wi-Fi标准,也称为IEEE 802.11be——其拥有超高吞吐量(EHT)。Wi-Fi 7基于Wi-Fi 6,引入了320MHz带宽、4096正交调幅(QAM)、多资源单元(RU)、多链路操作(MLO)、增强型多用户多路复用等技术。输入多输出 (MU-MIMO) 和多接入点 (AP) 协调。借助这些前沿技术,Wi-Fi 7 提供了比 Wi-Fi 6 更高的数据传输速率和更低的延迟。Wi-Fi 7 预计将支持高达 30 Gbps 的吞吐量,约为 Wi-Fi 的三倍。

就应用层面来说,Wi-Fi 7可为用户带来更加流畅、快速的传输体验,因其拥有更大的覆盖范围并有效的减少了传输拥堵问题,将更有力的助推8K产品的普及。

从用户角度来看,Wi-Fi 7让8K视频的在线播放不再是梦,用户也会因此获得更好的影音体验。此外,更快的传输速度也一定会延伸出更多的智能产品功能与体验,譬如人工智能互动、家居智能控制,解决当下消费者在这些领域的消费痛点,获得更加舒适的智能体验。

为什么我们需要 Wi-Fi 7?

随着WLAN技术的发展,家庭和企业越来越依赖Wi-Fi进行网络接入。近年来,新兴应用对吞吐量和时延提出了更高的要求。这些应用的典型例子包括 4K 和 8K 视频(涉及高达 20 Gbps 的传输速率)、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、在线游戏(要求延迟小于 5 毫秒)、远程办公、在线视频会议和云计算。面对如此高的要求,Wi-Fi 6——目前最新的Wi-Fi标准——尽管致力于改善高密度场景下的用户体验,但它是不够的。因此,IEEE 即将发布一项名为 IEEE 802.11be EHT,也称为 Wi-Fi 7 的新修正案。

IEEE 802.11be任务组(TGbe)于2019年5月正式成立,致力于802.11be(Wi-Fi 7)的开发。该标准将在第 1 版和第 2 版中可用。TGbe 计划在 2021 年发布 802.11be 的草案 1.0,第 1 版将于 2022 年底可用。第 2 版预计将于 2022 年初启动,将于 2024 年底发布。

Wi-Fi 7基于Wi-Fi 6标准,引入了多项新技术。下面比较 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7 的新功能

Wi-Fi 7 旨在将 WLAN 吞吐量提高到 30 Gbps,并提供低延迟的访问保证。为了实现这一目标,该标准定义了对物理层 (PHY) 和 MAC 层的修改。与Wi-Fi 6相比,Wi-Fi 7带来以下技术创新:

高达 320 MHz 的带宽:2.4 GHz 和 5 GHz 频段是限制和拥塞的未授权频谱。在运行新兴应用程序(如 VR/AR)时,现有 Wi-Fi 网络不可避免地会遇到低服务质量 (QoS) 的问题。为了实现最大 30 Gbps 吞吐量,Wi-Fi 7 将支持 6 GHz 频段并扩展新的带宽模式,包括连续 240 MHz、非连续 160+80 MHz、连续 320 MHz 和非连续 160+ 160 兆赫。

Multi-RU:在 Wi-Fi 6 中,每个用户只能在分配给他们的 RU 上发送或接收帧,这极大地限制了频谱资源调度的灵活性。为了解决这个问题,进一步提高频谱效率,Wi-Fi 7定义了一种机制,可以为单个用户分配多个RU。为了平衡实现复杂度和频谱利用率,标准规范对RU组合施加了一定的限制。即小RU(包含少于242个tones)只能与小RU组合,大RU(包含大于或等于242个tones)只能与大RU组合。小 RU 和大 RU 可以组合使用。

高阶 4096-QAM:Wi-Fi 6 支持的最高阶调制是 1024-QAM,它允许每个调制信号最多携带 10 位。为了进一步提高速率,Wi-Fi 7 引入了 4096-QAM,使每个调制信号可以携带 12 位。在相同的编码下,Wi-Fi 7 中的 4096-QAM 比 Wi-Fi 6 中的 1024-QAM 可以实现 20% 的速率提升。

多链路机制:为了有效利用所有可用的频谱资源,业界迫切需要在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段上引入新的频谱管理、协调和传输机制。TGbe定义了多链路聚合技术,包括增强型多链路聚合、多链路信道接入和多链路传输的MAC架构。

更多数据流和增强型 MIMO:Wi-Fi 7 将空间流数量从 8 个增加到 16 个,理论物理传输速率是 Wi-Fi 6 的两倍以上。随着数据流的增加,Wi-Fi 7 支持分布式多输入多输出。即多个接入点可以同时提供16个数据流,这意味着多个AP之间需要相互协调。

多AP协调:在目前的802.11协议框架中,AP之间没有太多的协调。常见的 WLAN 功能,例如自动无线电校准和智能漫游,是供应商定义的功能。多AP协调旨在优化信道选择并调整AP之间的负载,以实现无线资源的高效利用和均衡分配。Wi-Fi 7中多个AP之间的协调调度包括时域和频域的小区间协调规划、小区间干扰协调和分布式MIMO。这样可以减少AP之间的干扰,大大提高空口资源的利用率。多AP协调可以通过多种方法实现,例如协调正交频分多址(C-OFDMA)、协调空间复用(CSR)、协调波束成形(CBF)。

Wi-Fi进化史

Wi-Fi是英文Wireless Fidelity的缩写,诞生于上世纪90年代,由约翰·沙丽文博士发明(实际是约翰·沙丽文博士领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组)。1996年,澳洲政府研究机构CSIRO在美国成功申请了无线网技术专利。

虽然Wi-Fi这个词,一直没有改变,但它背后所代表的技术,却一直在不断进化。下面,我们简单聊聊Wi-Fi的进化史。

1971年,ALOHA网络,是世界上第一个无线网络(无线资料网络),制定的ALOHA协议,是IEEE 802.11协议的先驱;

1985年,美国联邦通信委员会FCC公布2.4GHz网络频段;

1996年,澳洲政府研究机构CSIRO申请Wi-Fi专利;

1997年,电气和电子工程师协会IEEE,推出第一代WLAN协议,即IEEE 802.11,规定无线局域网运行在2.4GHz,最大速率2Mbps;

1999年,IEEE推出5GHz的802.11a,最大速率54Mbps;随后,IEEE推出2.4GHz的802.11b,最大速率11Mbps;同年,Wi-Fi联盟成立,并用Wi-Fi这个词替代802.11b,前者更商业化;

2003年,IEEE制定第三代Wi-Fi标准,即802.11g,它融合了802.11b和802.11a,并增加了兼容性;

2009年,IEEE制定802.11n标准,即Wi-Fi 4,引入了MIMO技术,最大传输速度理论值为600Mbps,与先前的54Mbps相比有大幅提升,传输距离也会增加;

2013年,Wi-Fi 5发布,即802.11ac,采用5GHz频段,单天线最大速率为867Mbps,理论最大值6.9Gbps;

2019年,Wi-Fi 6标准制定,即802.11ax,采用2.4GHz与5GHz频段,最大单流达1201Mbps,最大速率达9.6Gbps;

2020年,Wi-Fi 6E推出,增加了6GHz频段,是Wi-Fi 6的升级版,让路由器从2.4GHz和5GHz之外,又把一个新的频段纳入使用标准;

2021年,Wi-Fi 71.0标准推出,也就是802.11be。Wi-Fi 7可提供30Gbps以上的无线连接速率,是Wi-Fi 6的约3.6倍,频宽从160MHz提升到320MHz,引入最新开放的6GHz频段支持(可在5.925GHz~7.125GHz范围内最高支持3个不重叠的320MHz频道),并向下兼容2.4GHz和5GHz。MIMO(多用户输入输出)设计从最高8条空间流翻番到16条。

不过,Wi-Fi 7正式版本并未公开,Wi-Fi联盟预计2023年11月到2024年5月之间定稿,彼时相关的商品才会正式面世。

文章来源: 摩尔芯闻,太平洋电脑网

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