什么是Wi-Fi 7?

2021/11/24 15:13:43 人评论 次浏览 分类:电子技术  文章地址:/tech/4054.html

Wi-Fi 7是下一代Wi-Fi标准,对应的是IEEE 802.11将发布新的修订标准IEEE 802.11be-极高吞吐量EHT(Extremely High Throughput )。Wi-Fi 7是在Wi-Fi 6的基础上的引入了320MHz带宽、4096-QAM、Multi-RU、多链路操作、增强MU-MIMO、多AP协作等技术,使得Wi-Fi 7相较于Wi-Fi 6将提供更高的数据传输速率和更低的时延。Wi-Fi 7预计能够支持高达30Gbps的吞吐量,大约是Wi-Fi 6的3倍。

Wi-Fi 7

为什么要有Wi-Fi 7?

随着WLAN技术的发展,家庭、企业等越来越依赖Wi-Fi,并将其作为接入网络的主要手段。近年来出现新型应用对吞吐率和时延要求也更高,比如4K和8K视频(传输速率可能会达到20Gbps)、VR/AR、游戏(时延要求低于5ms)、远程办公、在线视频会议和云计算等。虽然最新发布的Wi-Fi 6已经重点关注了高密场景下的用户体验,然而面对上述更高要求的吞吐率和时延依旧无法完全满足需求。

为此,IEEE 802.11标准组织即将发布一个新修订标准IEEE 802.11be EHT,即Wi-Fi 7。


Wi-Fi 7的发布时间

IEEE 802.11be EHT工作组已于2019年5月成立,802.11be(Wi-Fi 7)的开发工作仍在进行中,整个协议标准将按照两个Release发布,Release1预计在2021年将发布第一版草案Draft1.0,预期在2022年底发布标准;Release2预计在2022年初启动,并且在2024年底完成标准发布。

Wi-Fi 7 VS Wi-Fi 6

Wi-Fi 7在Wi-Fi 6标准的基础上,引入了许多新的技术,主要体现在:
Wi-Fi 7 VS Wi-Fi 6

Wi-Fi 7支持的新特性

Wi-Fi 7协议的目标是将WLAN网络的吞吐率提升到30Gbps,并且提供低时延的接入保障。为了满足这个目标,整个协议在PHY层和MAC层都做了相应的改变。相对比与Wi-Fi 6协议,Wi-Fi 7协议带来的主要技术变革点如下:

1、支持最大320MHz带宽

2.4GHz和5GHz频段免授权频谱有限且拥挤,现有Wi-Fi在运行VR/AR等新兴应用时,不可避免地会遇到QoS低的问题。为了实现最大吞吐量不低于30Gbps的目标,Wi-Fi 7将继续引入6GHz频段,并增加新的带宽模式,包括连续240MHz,非连续160+80MHz,连续320MHz和非连续160+160MHz。

2、支持Multi-RU机制

在Wi-Fi 6中,每个用户只能在分配到的特定RU上发送或接收帧,大大限制了频谱资源调度的灵活性。为解决该问题,进一步提升频谱效率,Wi-Fi 7中定义了允许将多个RU分配给单用户的机制。当然,为了平衡实现的复杂度和频谱的利用率,协议中对RU的组合做了一定的限制,即:小规格RU(小于242-Tone的RU)只能与小规格RU合并,大规格RU(大于等于242-Tone的RU)只能与大规格RU合并,不允许小规格RU和大规格RU混合使用。

3、引入更高阶的4096-QAM调制技术

Wi-Fi 6的最高调制方式是1024-QAM,其中调制符号承载10bits。为了进一步提升速率,Wi-Fi 7将会引入4096-QAM,使得调制符号承载12bit。在相同的编码下,Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以获得20%的速率提升。

4、引入Multi-Link多链路机制

为了实现所有可用频谱资源的高效利用,迫切需要在2.4GHz、5GHz和6GHz上建立新的频谱管理、协调和传输机制。工作组定义了多链路聚合相关的技术,主要包括增强型多链路聚合的MAC架构、多链路信道接入和多链路传输等相关技术。

5、支持更多的数据流,MIMO功能增强

在Wi-Fi 7中,空间流的数从Wi-Fi 6的8个增加到16个,理论上可以将物理传输速率提升两倍以上。支持更多的数据流也将会带来更强大的特性-分布式MIMO,意为16条数据流可以不由一个接入点提供,而是由多个接入点同时提供,这意味着多个AP之间需要相互协同进行工作。

6、支持多AP间的协同调度

目前在802.11的协议框架内,AP之间实际上是没有太多协作的关系。自动调优、智能漫游等常见的WLAN功能都属于厂商自定义的特性。AP间协作的目的也仅是优化信道选择,调整AP间负载等,以实现射频资源高效利用、均衡分配的目的。Wi-Fi 7中的多AP间的协同调度,包括小区间的在时域和频域的协调规划,小区间的干扰协调,以及分布式MIMO,可以有效降低AP之间的干扰,极大的提升空口资源的利用率。

多AP间的协同调度的方式有很多,包括C-OFDMA(Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)、CSR(Coordinated Spatial Reuse)、CBF(Coordinated Beamforming)和JXT(Joint Transmission)等。


Wi-Fi 7的应用场景

 引入的新功能将大大提升数据传输速率并提供更低的时延,而这些优势将更有助于新兴的应用,如下:
1、视频流
2、视频/语音会议
3、无线游戏
4、实时协作
5、云/边缘计算
6、工业物联网
7、沉浸式AR/VR
8、互动远程医疗

Wi-Fi 7的知识昌晖仪表就分享到这里。

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