Wi-Fi 7技术介绍

2023-12-29 04:06:36

一、Wi-Fi 7简介

Wi-Fi 7是下一代Wi-Fi标准,即IEEE 协议制定的802.11BE,又称802.11EHT(Extremely High Throughput 极高吞吐量 )。

Wi-Fi 7在Wi-Fi 6的基础上引入了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。

实际吞吐量2.4G一般在协商速率的50%以内,5G一般在协商速率60%以内,因此802.11be最高协商46.1Gbps时实际吞吐理论可达30Gbps。

二、Wi-Fi 7信道宽度与分布

Wi-Fi 7作为新一代的通信标准,将工作在2.4GHz、5GHz和6GHz三个频段上,最大带宽为320MHz。同时,为了更加灵活应用频谱,也支持240MHz带宽以及160MHz+80MHz、160MHz+160MHz的带宽绑定。从频谱角度,在相同流数和相同编码的情况下,相比Wi-Fi 6的160MHz带宽,峰值理论吞吐量直接提升了一倍。

2020年4月23日,FCC宣布,考虑允许将6GHz频段中的1200MHz频谱开放给免许可应用,最终投票表决通过将6GHz(5925-7125MHz)的新频段开放给了免许可应用。欧盟随后也发布将6GHz低频段的500MHz(5925-6425MHz)带宽放开授权使用,其它世界各国也已经放开或正在逐步放开中。目前我国计划将高频段的700MHz(6425-7125MHz)带宽放开给5G或6G移动通信,低频段部分待定。

新的6GHz频段共有1200MHz带宽,可以提供59个20MHz、29个40MHz、14个80MHz、7个160MHz或者3个320MHz信道带宽。6GHz频段的带宽比之前2.4GHz+5GHz的总带宽还宽了一倍,Wi-Fi应用的可使用频宽变为了之前的三倍,极大地缓解了当前Wi-Fi频谱资源短缺的问题。Wi-Fi 6E作为Wi-Fi 6新频段的扩展,工作在6GHz频段,已批量落地应用。

目前Wi-Fi应用已授权频谱如下,黄色部分为当前国内授权可用信道:

三、Wi-Fi 7单流传输速率表(MCS table)

与Wi-Fi 6相同,Wi-Fi 7也支持800ns,1600ns,3200ns三种GI。如下表所示,在800ns GI情况下,结合320MHz的带宽,单空间流理论最大传输速率从1.2Gbps提升到了2.88Gbps

四、Wi-Fi 7四大关键技术

Wi-Fi 7的关键字是EHT(Extremely High Throughput,极高吞吐量)。在速率传输、频谱效率、干扰抑制、低时延方面相较于Wi-Fi 6均有很大提升。

1、4K-QAM调制技术,上网峰值再提高

对比支持使用1024-QAM调制的Wi-Fi 6,Wi-Fi 7支持的4K-QAM传输技术将单个时间单位内传输的数据密度提升20%。打个比方,Wi-Fi 6技术下,1辆汽车在单位时间内能传输10份货物,而在Wi-Fi 7技术下单位时间可传输12份货物,因此单位时间的运输货物量提升20%,即终端设备上网峰值速率提升20%。

2、MLO频段间聚合,大幅提升吞吐量

Wi-Fi6仅允许设备同一时间连接2.4GHz/5GHz其中一个频段,而Wi-Fi7支持MLO(Multi-Link Operation)技术,可以实现两个频段聚合使用,即让终端设备同时连接2.4GHz和5GHz两个频段,数据传输的有效吞吐量大幅提升。同时,遇到某个频段干扰或负载较大时,可以自动切换到其它频段,提升抗干扰能力,降低延时,优化上网体验。

3、MRU技术加持,提升网络使用效率

Wi-Fi 7支持MRU(Multi-Resource Unit,多资源单元)技术,进一步提高频谱利用效率。在Wi-Fi 6技术下,每个终端只能在自己的资源块(RU)中传输无线数据,即使信道内仍有其他资源块空闲也无法使用,造成信道资源的浪费。而Wi-Fi 7技术支持将多个资源块分配给同一个终端使用,在多用户多终端使用情况下,可有效提升网络使用效率,降低延时。

4、Preamble Puncture技术,抗干扰强

Wi-Fi 7支持Preamble Puncture(前导码打孔)技术,可进一步提升频谱利用效率。一个完整的信道由相邻的多个小段频段捆绑而成,假如其中某个小段频段存在严重的干扰无法使用,会导致该频段相邻的信道也无法使用,无线总体的频段带宽大幅降低,导致吞吐量下降。Preamble Puncture技术可通过“打孔”跳过干扰严重的小段频段,从而利用上其相邻的信道通畅的频段,避免无线总体频段带宽的大幅降低,提升干扰环境下的无线性能。

五、Wi-Fi 7应用场景

Wi-Fi 7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:

  • 视频流

  • 视频/语音会议

  • 无线游戏

  • 实时协作

  • 云/边缘计算

  • 工业物联网

  • 沉浸式AR/VR

  • 互动远程医疗

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作者:小云君

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_41500064/article/details/135211172
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