WiFi 7(Wi-Fi 7)是下一代Wi-Fi標準,對應的是IEEE 802.11將發布新的修訂標準IEEE 802.11be –極高吞吐量EHT(Extremely High Throughput )。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相較于Wi-Fi 6將提供更高的數據傳輸速率和更低的時延。Wi-Fi 7預計能夠支持高達30Gbps的吞吐量,大約是Wi-Fi 6的3倍。
一、為什么要有Wi-Fi 7?
隨著WLAN技術的發展,家庭、企業等越來越依賴Wi-Fi,并將其作為接入網絡的主要手段。近年來出現新型應用對吞吐率和時延要求也更高,比如4K和8K視頻(傳輸速率可能會達到20Gbps)、VR/AR、游戲(時延要求低于5ms)、遠程辦公、在線視頻會議和云計算等。雖然最新發布的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率和時延依舊無法完全滿足需求。
為此,IEEE 802.11標準組織即將發布一個新修訂標準IEEE 802.11be EHT,即Wi-Fi 7。
二、Wi-Fi 7的發布時間
IEEE 802.11be EHT工作組已于2019年5月成立,802.11be(Wi-Fi 7)的開發工作仍在進行中,整個協議標準將按照兩個Release發布,Release1預計在2021年將發布第一版草案Draft1.0,預期在2022年底發布標準;Release2預計在2022年初啟動,并且在2024年底完成標準發布。
三、Wi-Fi 7支持的新特性
Wi-Fi 7協議的目標是將WLAN網絡的吞吐率提升到30Gbps,并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。
相對于Wi-Fi 6協議,Wi-Fi 7協議帶來的主要技術變革點如下:
(1)支持最大320MHz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于30Gbps的目標,Wi-Fi 7將繼續引入6GHz頻段,并增加新的帶寬模式,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到的特定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中定義了允許將多個RU分配給單用戶的機制。當然,為了平衡實現的復雜度和頻譜的利用率,協議中對RU的組合做了一定的限制,即:小規格RU(小于242-Tone的RU)只能與小規格RU合并,大規格RU(大于等于242-Tone的RU)只能與大規格RU合并,不允許小規格RU和大規格RU混合使用。
(3)引入更高階的4096-QAM調制技術
Wi-Fi 6的最高調制方式是1024-QAM,其中調制符號承載10bits。為了進一步提升速率,Wi-Fi 7將會引入4096-QAM,使得調制符號承載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。工作組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)支持更多的數據流,MIMO功能增強
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。支持更多的數據流也將會帶來更強大的特性——分布式MIMO,意為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,這意味著多個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系。自動調優、智能漫游等常見的WLAN功能都屬于廠商自定義的特性。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。
多AP間的協同調度的方式有很多,包括C-OFDMA(Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)、CSR(Coordinated Spatial Reuse)、CBF(Coordinated Beamforming)和JXT(Joint Transmission)等。
四、Wi-Fi 7的應用場景
Wi-Fi 7引入的新功能將大大提升數據傳輸速率并提供更低的時延,而這些優勢將更有助于新興的應用,如下:
·視頻流
·視頻/語音會議
·無線游戲
·實時協作
·云/邊緣計算
·工業物聯網
·沉浸式AR/VR
·互動遠程醫療
五、結語
沒有最快,只有更快。更快傳輸速度、更低延遲一直是行業不懈的追求。WiFi 7的出現是無線網絡技術的創新,能夠為終端用戶帶來更高、更快、更穩定的連接體驗。
近期而言,隨著科技的進步,技術門檻的降低,物聯網行業正在快速興起,我國WiFi物聯網市場將以29%的復合年增長率增長,更高傳輸速度、更大容量的WiFi,無疑是物聯網行業發展的需求。遠期而言,隨著遠程醫療、智能家居、邊緣計算、工業互聯網等應用市場的發展,都對數據傳輸速度等提出了更高的要求,而WiFi 7恰好滿足了這一需求,甚至需要更為先進的無線網絡技術發揮作用,以此獲得更廣闊的發展空間,推動社會的進步。
應用市場的不斷擴大也意味著會有更多的廠商加入WiFi 7芯片的研發隊列,在接下來的幾年中,WiFi 7芯片市場將會迎來一場激烈的競爭,讓我們拭目以待!
(九脈新視界整理)