到底什么是WiFi 7 ?

4周前发布 SanS三石
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从名字就能看出来,Wi-Fi 7是Wi-Fi 6的下一代演进。

Wi-Fi 7的官方标准名称,叫做802.11be。它还有另外一个名字,叫做EHT(Extremely High Throughput,极高吞吐量)。

2022年上半年,关于Wi-Fi 7的新闻很多。前几天,6月15日,新华三还在日本Interop展上发布了全球首款WiFi 7路由器,采用的是高通的方案,据称最高无线速率可达惊人的18000 Mbps

到底什么是WiFi 7 ?

Wi-Fi 7的商用进程之所以大幅提速,和用户需求以及外部环境有很大的关系。

众所周知,Wi-Fi技术正式诞生,是在上世纪90年代末。

后来,数码电子产品的小型化,尤其是智能手机的出现,让移动互联网得以全面爆发。Wi-Fi作为蜂窝网络的重要补充,一直都在为用户提供低成本且灵活的无线网络接入服务。

近年来,XR扩展现实、元宇宙、社交游戏、远程办公、企业上云等需求的爆发,进一步刺激了用户对高性能网络接入的需求。于是,人们对Wi-Fi的性能,提出了更高的要求。

从另一个角度来看,如今,光纤宽带的速率不断提升(国内千兆宽带用户数已经达到了4596万户),让传统的Wi-Fi技术成为了瓶颈。传统Wi-Fi的速率太低,时延太大,容量和稳定性等各方面都存在不足。

到底什么是WiFi 7 ?

2023年,更高速率的宽带接入技术将会迎来商用

所以,才需要对Wi-Fi技术进行快速迭代,确保能够跟上光纤宽带技术(PON技术)的发展,也能给用户带来更好的使用体验。

█ WiFi 7 到底有什么特别 ?

相比Wi-Fi 6,Wi-Fi 7带来巨大的性能提升。

具体来说,在320MHz频宽、4K QAM、增强MU-MIMO等技术的加持下,Wi-Fi 7的最高理论速率可以达到46 Gbps,是Wi-Fi 6最高理论速率的3倍以上。

为了方便大家直观地进行技术对比,小枣君绘制了下面这个表格:

到底什么是WiFi 7 ?

█ WiFi 7 有哪些关键技术 ?

首先,是扩展频宽

扩展频率带宽是实现网速提升最有效的手段之一。频宽变大了,也就意味着车道变宽、变多了,运输能力当然就更大了。

众所周知,一直以来Wi-Fi有两个频段范围,分别是2.4GHz和5GHz。

Wi-Fi 6到来后,为了增加对6GHz频段的支持,演进出了Wi-Fi 6E。

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在Wi-Fi 7中,继续沿用了Wi-Fi 6E对6GHz频段的支持。

此外,Wi-Fi 7还增加新的带宽模式,包括:连续240MHz、非连续160+80MHz、连续320MHz和非连续160+160MHz。

大家可能会问,为什么还会有160+80、160+160这种带宽模式呢?

这就要从早期的信道绑定技术开始说起了。

在Wi-Fi 4(802.11n)时代,为了提高频率带宽,引入了将信道进行绑定的技术。

当时,是将相邻的2个20MHz信道(一个被称为主信道,另一个就是从信道)绑定成一个40MHz信道,以此成倍提升数据传输速率。

到底什么是WiFi 7 ?

后来,随着技术演进,信道绑定变得越来越强大。到了Wi-Fi 7阶段,演变为了多连接技术(Multi-Link多链路机制)。

这种技术,可以向客户端提供使用不同信道的多种选项,既可以多选一,也可以同时使用。

多选一的情况下,终端在每次传输时,均使用第一个可用频段。一旦完成前次传输,则可选择任意频段进行接下来的传输,以此避免拥堵、降低延迟。

到底什么是WiFi 7 ?

这种方式也可以扩展到高频频段(5GHz和6GHz频段)。

例如,系统在5GHz频段遇到干扰,那么系统可以很快把链路跳到6GHz频段,规避干扰。

再例如,路由器端在分别进行数据传输时,如果发现6GHz频段时延比较低,就可以把一些低时延应用的数据包,通过6GHz频段发送。如果突然发现5GHz频段特别适合进行大数据量的传输时,也会通过5GHz频段去传输数据。

除了信道选择之外,多连接技术还可以进行更厉害的“信道绑定”,也就是在两个不同的频段同时建立连接,两者的数据连接可以叠加使用,实现更高的吞吐量。

到底什么是WiFi 7 ?

这种“信道绑定”同样可以扩展到高频频段,效果更加明显。

在有些国家(包括我国)和地区,6GHz频段暂时没有被分配给Wi-Fi,也就不能使用连续的320MHz。这样的话,就可以利用高频段多连接并发技术,通过聚合两个可用信道,提供更宽的有效信道。

例如,将5GHz的160MHz和80MHz合并为一个240MHz,可以实现4.3Gbps的最高理论速度。或者,将5GHz的2个160MHz合并为一个320MHz,实现5.7Gbps的最高理论速度。

多连接技术,建立了新的频谱管理、协调和传输机制,可以实现频谱资源的高效利用,达到更高性能的吞吐量以及更低时延。

值得一提的是,Wi-Fi 7还带来了名为“前导码打孔(Preamble Puncturing)”的创新技术。

在某些情境下,现有用户会在空闲的连续信道中(如20MHz或40MHz)占用一部分带宽,就会阻止AP接入点使用该连续信道,导致带宽降级。

到底什么是WiFi 7 ?

“前导码打孔”技术的作用,就是在连续信道的从信道遇到干扰时,将主信道和剩下的不连续的可用从信道进行捆绑。这就减少了频宽浪费,提升了频谱利用率。

因为这种带宽模式的信息是发送端通过“前导码”携带给接收端的,而且,跳过的忙碌信道就好像被打了一个孔一样,所以,称之为“前导码打孔”。

然后是调制方式

调制就是为了提高单个信号所携带的数据量。Wi-Fi 6的最高调制方式是1K QAM,其中调制符号承载10bit。后来,Wi-Fi 6E出现,高通就率先引入了更高阶的4K QAM调制方式,使得调制符号能够承载12bit。在相同的编码下,可以获得20%的速率提升。

到底什么是WiFi 7 ?

到了Wi-Fi 7时代,4K QAM成为了标配。

到底什么是WiFi 7 ?

需要注意的是,4K QAM高阶调制的技术实现难度很高。它的算法复杂度比1K QAM多了很多倍,对芯片元器件提出了很高的要求,也对信道质量有很高要求。

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