新突破！WiFi 7即將登場…

2月15日在高通官網上赫然顯示：我們創新的 Wi-Fi 7 解決方案為下一代 Wi-Fi 設定了標準。賦予了WiFi 7極高的期望。

 

WiFi 7此次已經不是首次露面了，在2022年1月，聯發科就首秀WiFi 7，率先成為業內第一家成功完成WiFi 7技術演示的企業。但WiFi 7目前尚未真正上市，市場上最新的WiFi標準是WiFi 6E，然而感覺WiFi 6E都沒有完全普及，WiFi 7是一張King牌還是一張大餅?

 

什麽是WiFi和WiFi 7?

在說WiFi之前，要提到一名女演員——海蒂·拉瑪 (Hedy Lamarr)，同時她也是一名發明家，1941年，她借鑒了音樂家喬治·安太爾同步演奏鋼琴的原理發明了「跳頻技術」FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum)，為日後CDMA、藍牙、Wi-Fi等技術奠定了一些基礎。

 

1985年，FCC發布了ISM牌照，開放了三個頻段，其中包括2.4GHz，允許節點采用擴頻技術(spread-spectrum)來進行通信。ISM頻段開放後，1988年，最初始的無線局域網WaveLAN誕生。它也被認為是WiFi設計的原型，從那時開始，WiFi的發展逐漸拉開了序幕。

 

1993年熱點(Hotspot)接入的概念被提出。即通過無線網絡協議，構建小基站，然後通過基站和ISP網絡進行直連。熱點概念也成為WiFi最終得以實行的關鍵點之一。

 

1997年，美國電氣和電子工程師協會IEEE頒布了第一代無線局域網標準---IEEE 802.11協議，規定了無線局域網在2.4GHz波段進行操作，這一波段被全球無線電法規組織定義為擴頻使用波段。WiFi技術便開始以802.11為基礎不斷演變叠代。

 

1999年，為了推動 IEEE 802.11b規格的製定，組成了無線以太網路相容性聯盟(Wireless Ethernet Compatibility Alliance，縮寫為WECA)。2002年10月，改名為Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)。

 

自IEEE 802.11發布後，Wi-Fi聯盟將命名規則改為WiFi+數字。2009年，802.11n的發布，也就是WiFi 4的問世是行業的重要轉折點，WiFi 4將傳輸速率從54 Mbit/s 變為最高 600 Mbit/s，引入了MIMO技術，同時支持2.4Ghz 與 5Ghz雙頻段。

 

2013年WiFi 5(802.11ac)技術正式通過，引入了MU-MIMO技術，只在5G頻段工作，速度可以達到6.9Gbps。

 

2019年，WiFi6(802.11ax)引入了OFDMA技術，速度可以達到14Gbps。

 

2019年5月，IEEE 802.11be任務組(TGbe)成立，致力於開發802.11be(Wi-Fi 7) 。WiFi 7即第七代WiFi無線網絡，相比於WiFi 6，WiFi 7將引入CMU-MIMO技術最多可支持16條數據流，Wi-Fi 7可以處理至少30 Gbps，可能高達40Gbps。其次 WiFi 7除了支持傳統的2.4GHz和5GHz兩個頻段，還將新增支持6GHz頻段，並且三個頻段能同時工作。

  

高通此次宣的WiFi 7有什麽新突破?

在此前2021年發布的WiFi 7草案就可以看到，WiFi 7相較於WiFi 6有了極大的突破。WiFi 6使用的是未經許可的2.4 GHz 和 5 GHz 頻段，會受到限製和擁塞。雖然Wi-Fi 6E 極大地擴展了寬信道頻譜的使用，在任何已分配 6GHz 頻譜的區域都可以使用多個160MHz 信道。

 

為了實現最大30 Gbps的吞吐量，Wi-Fi 7將支持6 GHz的頻段並擴展新的帶寬模式，包括連續的240 MHz，非連續的160 + 80 MHz，連續的320 MHz和非連續的160 + 160 MHz。

 

Wi-Fi 7 的多連接特性向客戶端提供了使用這些信道的多個選項，最有效的方式是充分利用高頻段的更大容量、更高峰值速度和更低擁擠程度。高通的WiFi 7解決方案中，終端連接可在頻段之間交替切換。在這種方案中，終端在每次傳輸時均使用第一個可用頻段，一旦完成前次傳輸則可選擇任意頻段進行接下來的傳輸。這種方式可以避免連接鏈路擁堵，降低時延。

 

交替多條鏈路，其中設備在可用頻段之間交替以降低延遲

 

目前，一些區域可以支持三個 320MHz 連續頻譜信道，部分區域支持一個，有些區域則完全不支持。而對於 5GHz 頻段而言，其並沒有連續的 320MHz 信道，因此只有支持 6GHz的區域才能夠支持這種連續模式。高頻段多連接並發則可通過聚合兩個可用信道提供更寬的有效信道。也就是通過組合高頻段中的兩個 160MHz 信道，來創建一個 320MHz 有效信道。

 

在中國，使用高頻段多連接並發技術可實現 240MHz 的有效信道，即在未分配 6GHz 頻譜的情況下，也可利用 Wi-Fi 7 超高吞吐量的優勢。它可以在每個頻段上同時運行，因此在避免擁塞以降低延遲方面甚至更好。

 

高頻段同步多鏈路，其中聚合高頻段以提供最高的吞吐量和最低的延遲

 

在某些場景下，用戶會在空閑的連續信道中(如 20MHz 或 40MHz)占用一部分帶寬，這種情況下通常會阻止 AP 接入點使用該頻譜。對此，高通的Wi-Fi 7 技術帶來了名為「前導碼打孔(Preamble Puncturing)」的創新性解決方案，允許設備在多個頻段上同時運行，以避免擁塞並降低延遲。支持 AP 接入點在不受上述幹擾影響的同時，讓使用該連續信道成為可能。雖然打孔量減少了總體帶寬，但仍能實現比其他方式更寬的信道。

 

前導碼穿刺允許更寬的通道

 

Wi-Fi 6支持的最高階調製是1024-QAM，它允許每個調製符號攜帶多達10位。Wi-Fi 7引入了4096-QAM，以便每個調製符號可以承載12位。使用相同的編碼，與Wi-Fi 6中的1024-QAM相比，Wi-Fi 7中的4096-QAM可以實現20%的速率提升。能夠更好地實現8K視頻播放以及擴展現實(XR)應用。

 

有兩個重大變化可以區分WiFi 7和WiFi 6。首先是對WiFi上傳鏈接的重大升級。WiFi 7將采用上行鏈路多用戶多輸入多輸出(UL MU-MIMO)技術。這項新技術在路由器和WiFi連接設備之間創建了多條路徑。將多個路徑連接到設備將顯著增加可在短時間內傳輸的數據量。WiFi 6允許8條路徑同時傳輸，WiFi 7將其增加到16條路徑。

 

WiFi 7還將帶來另一項標記為協調多用戶MMO(CMU-MIMO)的改進。CMU-MIMO將允許家庭設備同時連接到多個WiFi路由器。這種協調應該導致更快的連接，更低的延遲，以及為配備多個WiFi接入點的家庭的每個角落提供高帶寬的能力。這是WiFi 7規範中最復雜的挑戰。

 

我們為何需要WiFi 7?

WiFi現在已經是我們日常生活中不可分割的一部分了，在《29%年復合增長，中國Wi-Fi物聯網正在起飛》中也有提到，中國 Wi-Fi 物聯網市場將繼續以 29% 的復合年增長率增長，從 2021 年的 2.52 億個連接增長到 2026 年的 9.166 億個。由此可見WiFi的需求量是極大的，未來室內物聯網連接數也將會不斷增加，企業和用戶對低時延、傳輸速度疾的要求會更甚。

 

而WiFi 7已然譜寫好了技術創新曲目，其引入的新功能將顯著提高數據傳輸速率並提供更低的延遲。WiFi 7技術將會是視頻/語音會議、雲遊戲、智能家居、工業物聯網、元宇宙、遠程醫療等行業的核心網絡。在2024年商用之前，它展現出來的效果是十分讓人期待的。

 

但決定WiFi 7命運的關鍵一環少不了6GHz頻譜的政策頒布，現代高速 Wi-Fi 設備對WiFi傳輸的性能要求也越來越高，目前一些新興的產業應用在擁堵的2.4 GHz和5 GHz頻段下無法展示其最好的服務質量。WiFi 7將支持的高頻段多鏈路模式，需要使用6GHz載波頻段，接下來6GHz頻譜的分配將會是影響WiFi產業的重要訊息。

 

責任編輯：華軒

來源： 物聯傳媒