WiFi 7 -- 802.11BE

WiFi 7是第7代Wi-Fi标准,对应IEEE 802.11be EHT规范。

Wi-Fi 7是在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协作等新兴技术,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将能够支持高达30Gbps的吞吐量,大约是Wi-Fi 6的3倍。

I. 为什么需要Wi-Fi 7?
随着WLAN技术的发展,Wi-Fi已成为家庭、企业等场所的的主要接入网络方式。尤其,近年来出现一些新型应用对吞吐率和时延的要求越来越高,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和Wi-Fi 6E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。
因此新的Wi-Fi 7标准应运而生。

II. Wi-Fi 7的发布时间
IEEE 802.11be EHT工作组于2019年5月成立,目前802.11be(Wi-Fi 7)协议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在2021年底发布第一版草案Draft1.0,在2022年底发布正式标准;Release2在2022年初启动,将在2024年底完成标准发布。

III. Wi-Fi 标准的演进历程:
Wi-Fi 标准演进

IV.  Wi-Fi 7支持的新特性:
Wi-Fi 7协议的目标是将Wi-Fi网络的吞吐率提升到30Gbps,并且提供低时延的接入保障。为了达到这个目标,整个协议在PHY层和MAC层都做了相应的改变。相对于第6代Wi-Fi标准,Wi-Fi 7协议的主要技术突破如下:

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标准在运行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。

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2.4 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。

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,即: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、智能漫游等常见的功能都属于厂商自定义的特性。AP间协作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、CSR、CBF和JXT等。

V. Wi-Fi 7的应用场景
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

VI. onsemi 802.11be产品系列是QCS -BE1,若您有相关需求,可以和我们联系。

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