Wi-Fi 7 概述

Wi-Fi 7 变化的总结

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。

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会议进程
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特性对比

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。相对于 Wi-Fi 6 协议,Wi-Fi 7 协议带来的主要技术变革点如下:

相比 Wi-Fi 6,7 引入了 6GHz 频段(6e 也有),上下限分别为 5.925 —— 7.125 GHz:

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频段说明

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 320 MHz 和非连续 160+160MHz。

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。

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。

为了实现所有可用频谱资源的高效利用,迫切需要在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 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。

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。

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。