隨著WLAN技術的發展,家庭、企業等越來越依賴Wi-Fi,並將其作為接入網絡的主要手段。近年來出現新型應用場景對吞吐量和時延率要求更高,如8K視頻(傳輸速率達到20Gbps)、VR/AR、遠程辦公、無人駕駛等。
雖然Wi-Fi 6已經重點關注了高密場景下的用戶體驗,然而面對上述更高要求的吞吐量和時延率依舊無法完全滿足需求。IEEE 802.11標準組織為此即將發布新修訂標準IEEE 802.11be EHT(極高吞吐量,Extremely High Throughput),即Wi-Fi 7。
Wi-Fi 7是在Wi-Fi 6的基礎上引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作、增強MU-MIMO、多AP協作等技術,使得Wi-Fi 7能提供更高的數據傳輸速率和更低的時延。
一、Wi-Fi 7引入新技術
Wi-Fi 7預計能夠支持高達30Gbps的吞吐量,是Wi-Fi 6的3倍;最高網速可達 46.4Gbps, 是WIFI 6的4.8 倍。而除了網速飛快之外,Wi-Fi 7還能能同時支持 2.4 GHz、5 GHz、6 GHz這三個頻段,能提供最大頻寬從160 MHz 提升到了 320 MHz。Wi-Fi 7還能夠支持16 根天線同時發送及接收信號,傳輸數據的容量和通道變得更大。
二、Wi-Fi 7支持新特性
Wi-Fi 7協議的目標是將WLAN網絡的吞吐率提升到30Gbps,並且提供低時延的接入保障。為了滿足這個目標,整個協議在PHY層和MAC層都做了相應的改變。相對於Wi-Fi 6協議,Wi-Fi 7協議帶來的主要技術變革點:
1、支持更大傳輸帶寬
2.4GHz和5GHz頻段免授權頻譜有限且擁擠,現有Wi-Fi在運行VR/AR等新興應用時,不可避免地會遇到QoS低的問題。為了實現最大吞吐量不低於30Gbps的目標,Wi-Fi 7將繼續引入6GHz頻段,並增加新的帶寬模式至320MHz,包括連續240MHz,非連續160 80MHz,連續320 MHz和非連續160 160MHz。
2、支持Multi-RU機制
在Wi-Fi 6中,每個用戶只能在分配的特定RU上發送或接收幀,大大限制了頻譜資源調度的靈活性。為解決該問題,進一步提升頻譜效率,Wi-Fi 7允許將多個RU分配給單用戶的機制。當然,為了平衡實現的複雜度和頻譜利用率,協議對RU的組合做了一定的限制,即:小規格RU(小於242-Tone的RU)只能與小規格RU合併,大規格RU(大於等於242-Tone的RU)只能與大規格RU合併,不允許小規格RU和大規格RU混合使用。
3、引入更高階的QAM調製技術
Wi-Fi 6的最高調製方式是1024-QAM,其中調製符號承載10bits。為了進一步提升速率,Wi-Fi 7將會引入4096-QAM調製技術,使得調製符號承載12bit。在相同的編碼下,Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以獲得20%的速率提升。
4、引入Multi-Link多鏈路機制
為了實現所有可用頻譜資源的高效利用,迫切需要在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz上建立新的頻譜管理、協調和傳輸機制。新標準定義了多鏈路聚合相關的技術,主要包括增強型多鏈路聚合的MAC架構、多鏈路信道接入和多鏈路傳輸等相關技術。
5、支持更多MIMO數據流
在Wi-Fi 7中,空間流的數從Wi-Fi 6的8個增加到16個,理論上可以將物理傳輸速率提升兩倍以上。支持更多的數據流將帶來更強特性——分布式MIMO,即16條數據流可以不由一個接入點提供,而是由多個接入點同時提供,當然這也要求多個AP之間需要相互協同進行工作。
6、支持多AP間的協同調度
目前在802.11的協議框架內,AP之間實際上是沒有太多協作的關係。自動調優、智能漫遊等常見的WLAN功能都屬於廠商自定義的特性。AP間協作的目的也僅是優化信道選擇,調整AP間負載等,以實現射頻資源高效利用、均衡分配的目的。Wi-Fi 7中的多AP間的協同調度,包括小區間的在時域和頻域的協調規劃,小區間的干擾協調,以及分布式MIMO,可以有效降低AP之間的干擾,極大的提升空口資源的利用率。常見多AP間協同調度的方式有C-OFDMA(協調正交頻分多址)、CSR(空間協調再利用)、CBF(波束成形協調)和JXT(聯動傳輸)等。
三、Wi-Fi 7重點應用場景
沉浸式AR/VR、視頻流、視頻/語音會議、互動遠程醫療、無線遊戲、實時協作、工業物聯網、元宇宙、無人駕駛和雲計算等。
四、Wi-Fi 技術的疊代演變及技術參數對比
1、技術疊代演變
2、技術參數比較
五、Wi-Fi產品主要測試項目
1、法規測試
2、性能測試
3、吞吐量測試
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