河套 IT TALK 79:(原创)Wi-Fi 7——下一代 Wi-Fi 标准的技术突破和未来展望(万字长文)

河套 IT TALK 79:(原创)Wi-Fi 7——下一代 Wi-Fi 标准的技术突破和未来展望(万字长文)

引言

从今年初开始,我们看到很多设备供应商都声称已经支持了Wi-Fi 7,比如高通的 骁龙8 Gen 2、Netgear、TP-Link和华硕等无线路由器厂家,以及小米为代表的Xiaomi 13 Pro智能手机。

Netgear Nighthawk Tri-Band WiFi 7 Router  (BE19000 WiFi Router (RS700))

Snapdragon  8 gen 2

TP-Link Archer BE900 Wi-Fi 7 Router

感觉上一个版本Wi-Fi 6/6E还是在2019/2020年发布的,很多人还没有来得及更新Wi-Fi 6的路由器,Wi-Fi 7就来了,让人不得不感叹技术迭代的日新月异。

业务和场景推进Wi-Fi技术的快速迭代

之所以会出现这种状况,我理解还是业务驱动的,近几年来,很多业务对带宽、下载速度有更高的要求推进了协议在跟上业务发展的步伐。这些业务和场景包括但不局限于:

8K/16K视频流:随着超高清视频的普及(有兴趣的可以回看我们曾经出的超高清HDR系列),特别是8K和16K分辨率的视频,对网络带宽和速度的需求也越来越高。Wi-Fi 7的提速和增强性能将能够更好地支持这些高清视频流的传输和播放。

VR/AR游戏和应用:虚拟现实和增强现实技术的应用范围越来越广泛,需要更高的带宽和速度来支持。Wi-Fi 7的更高速度和更低延迟将能够更好地满足这些应用的需求。

智能家居:随着智能家居的不断普及,越来越多的家庭设备需要连接到无线网络中,如智能音箱、智能电视、智能灯具、智能门锁等。Wi-Fi 7的更高速度和更好的网络容量将能够更好地支持这些设备的连接和通信。

工业4.0:随着工业4.0的发展,越来越多的智能工厂需要实现设备的互联和通信。Wi-Fi 7的更高速度和更低延迟将能够更好地支持这些工业设备的连接和数据传输。

AIGC人工智能业务:随着图形和视频的自动生成产业的蓬勃发展,越来越多的人依赖于通过云端来生成高清图片和视频,这也增加了对网络带宽和速度的需求。

Wi-Fi 7还没有正式发布,不要被忽悠住了

不过如果我们较真的话,就会发现,Wi-Fi 7所对应的IEEE 802.11be标准的初稿是2021年3月份出台的,现在还处于非稳态的修订版阶段,最终版本预计将于明年初发布。所以,现在产业界讨论的热热闹闹的Wi-FI 7的支持,全部都是基于修订版的支持。也就是说,都存在不符合最终Wi-FI 7标准的风险。之所以会出现厂商抢着要宣传发布这些产品,主要是两个原因:

  • 预发布标准:Wi-Fi联盟在标准的制定过程中通常会发布一些预发布标准,这些标准是在正式标准发布前进行公开讨论和测试的,以便在标准最终确定前进行反馈和修改。一些厂商可能会基于这些预发布标准进行开发,并宣传其产品支持“Wi-Fi 7”。但这些预发布标准可能在正式标准发布前被修改或调整,因此这些厂商所宣传的“Wi-Fi 7”产品可能不符合最终的Wi-Fi 7标准。
  • 营销手段:另一个原因是市场竞争压力和营销需求。为了在市场上占据优势,一些厂商可能会利用“Wi-Fi 7”这个概念来宣传其产品,并声称其产品拥有更高的速度和性能。这种做法可能会对消费者产生一定的误导,因为Wi-Fi 7标准尚未正式发布,这些厂商宣传的“Wi-Fi 7”产品可能只是在支持当前的Wi-Fi 6标准,或者只是在标准制定过程中的试验阶段。

所以,我建议大家先冷静一下,不要着急,至少要等待Wi-Fi 7正式发布后,再等至少半年的商用前的兼容性测试的周期,再去购买更成熟的Wi-Fi 7产品。我可以先下个结论,现在的所谓支持Wi-Fi 7的产品,都还是噱头,大家不要被蒙住。

简单回顾一下Wi-Fi的历史

在谈Wi-Fi 7之前,让我们先简单回顾一下Wi-Fi的其他版本。在Wi-Fi技术的发展历程中,确实经历了多次重要的技术革新,每次革新都带来了显著的提速和性能改进。之所以现在Wi-Fi能达到现在的成就,和历史上这些技术变革不无关系。

在频谱生态中,催生出Wi-Fi的根因,应该还得从1985年说起。在美国联邦通信委员会 (FCC) 工程师迈克尔·马库斯 (Michael Marcus) 的推动下,美国电信监管机构开放了无线频谱的 ISM(工业、科学和医学)频段,用于无需政府许可的通信。发布的频率包括:900 MHz、2.4GHz 和 5.8GHz。ISM 频段当时也称为“垃圾频段”。但正是这些频段成就了Wi-Fi。

NCR Corporation WaveLAN 技术团队负责任人Bruce Tuch和产品经理Cees Links 

随后,很多人开始使用这些频段,但是都没有标准化。最早奠定Wi-Fi技术基础的项目是一家荷兰的公司NCR Corporation开发的WaveLAN无线收银方案。方案在900MHz 或 2.4 GHz 的频率运行,并提供 1 至 2 Mbps 的速度。NCR在1990年向 IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会贡献了 WaveLAN 设计。直接导致了802.11 无线局域网工作委员会的成立。同年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 的约翰·奥沙利文博士(John O’Sullivan) 领导一组研发人员,开发了一项技术,该技术可减少为计算机网络传输的无线电信号的多径干扰。这项技术打破了室内无线网络传输瓶颈。以上这些才促成了1997年第一个版本的802.11协议发布。协议的端口物理层(PHY)和调制采用直接序列扩频(DSSS)/跳频扩频(FHSS)技术。提供高达2Mbps的传输速度。使用2.4GHz的频率,使用22MHz的带宽,大约室内20米,室外100米左右的覆盖范围。

但真正让Wi-Fi开始被刮目相看的是在2003年发布的802.11g标准,这个协议端口物理层(PHY)和调制采用扩展速率物理正交频分复用(Extended Rate Physical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称ERP-OFDM)),仍然使用2.4G频率,但是将最大速率提升到54Mbps。覆盖范围也略有提升:室内到38米,室外到140米。54Mbps的速度是什么概念,这意味着这是Wi-Fi首次实现了比有线网络更快的传输速度,这一技术革新为Wi-Fi技术的大规模应用奠定了基础。

2003年的世界无线电通信大会 (WRC) 

有了这样的标准,同年的世界无线电通信大会 (WRC) 上,就全球无线电频谱的使用做出了有利于Wi-Fi的决定。在 5 GHz 频段中再分配 455 MHz 的免许可频谱供全球 WLAN 使用。100 MHz 频谱 (5.150-5.250 GHz) 将分配给室内 WLAN 使用,另外 355 MHz 将分配给室内/室外混合使用(5.250-5.350 GHz 和 5.470-5.725 GHz)。这项决定不亚于1985年的“垃圾频段”的发布。相当于为Wi-Fi生态繁荣升级开了一个绿灯。

2009年10月,802.11n发布(又称Wi-Fi 4)。这个协议端口物理层(PHY)使用高吞吐量正交频分复用技术(HT-OFDM),调制采用多输入多输出正交频分复用技术(MIMO-OFDM) (64-QAM) 。频段可以用2.4/5GHz。速率最高可达600Mbps。覆盖范围也提升:室内到70米,室外到250米。这一标准提高了无线网络的带宽和传输速度,使得更多的人可以同时使用Wi-Fi,并且为视频流和高速数据传输等应用提供了更好的支持。

2013年10月,802.11ac发布(又称Wi-Fi 5)。这个协议端口物理层(PHY)使用非常高吞吐量正交频分复用技术(VHT-OFDM),调制采用多用户多输入多输出正交频分复用技术(MU-MIMO-OFDM) (256-QAM)。频段采用5GHz。速率最高可达3466.8Mbps。覆盖范围:室内35米。这一标准引入了更高效的调制和多天线技术,进一步提高了Wi-Fi网络的速度和容量,使得高清视频流、大型文件传输等应用得到更好的支持。这也是在Neflix和Git之类的应用被火爆应用后而发展的协议。

2021年5月,802.11ax(又称Wi-Fi 6/6E)发布。这个协议端口物理层(PHY)使用高效正交频分复用接入技术(HE-OFDMA),调制采用多用户多输入多输出正交频分复用接入技术(MU-MIMO-OFDMA)(1024-QAM)。频段可以采用2.4/5/6GHz。速率最高可达9608Mbps。覆盖范围有所牺牲:室内30米。这一标准大幅提高了Wi-Fi网络的效率和容量,支持更多的设备连接,同时减少了网络拥塞和干扰,适用于智能家居、物联网等应用场景,为未来的高速数据传输和应用提供了更好的支持。

为了方便大家的理解,我把几个协议用表格方式,把关键参数列一下,让大家有一个全貌:

而预计2024年发布的802.11be(又称Wi-Fi 7)。这个协议端口物理层(PHY)使用极高吞吐量正交频分复用接入技术(EHT-OFDMA),调制采用多用户多输入多输出正交频分复用接入技术(MU-MIMO-OFDMA)(4096-QAM)。频段可以采用2.4/5/6GHz。速率最高可达46.1 Gbps。覆盖范围:室内30米。

从上面的变化,能看出来,Wi-Fi有了今天的成就,这都是踩着肩膀一步一步演进过来的,如果没有这些协议和频谱划分的政策奠定基础,就不会有现在的Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7的核心技术

从和以往协议不同方面,从表象上我们就看到,Wi-Fi 7在频段上,增加了6GHz频段的运用,而且是和2.4G、5G一起使用,在链路速率方面表现异常突出,那么是通过什么技术的运用,达到这样好的性能表现的呢?接下来,我来尝试展开来聊一下Wi-Fi 7的几个关键特性:

1. 多用户多输入多输出技术(MU-MIMO)

在传统的Wi-Fi系统中,每个用户在任何给定时刻都只能占用一个天线来传输和接收数据。这意味着当多个用户同时使用Wi-Fi网络时,它们必须相互竞争来获得带宽,从而导致网络拥塞和性能下降。MU-MIMO技术通过允许多个用户同时使用多个天线来解决这个问题。具体来说,MU-MIMO技术可以将一个信道分成多个子信道,然后每个用户可以在一个或多个子信道上同时传输和接收数据。这样,多个用户之间就可以实现并行传输,从而提高带宽和频谱利用率。例如,在一个具有4×4 MU-MIMO天线配置的Wi-Fi 7路由器中,路由器可以同时传输和接收来自最多四个不同用户的数据。这可以通过将信道分成四个子信道并为每个用户分配一个独立的子信道来实现。MU-MIMO技术已经在Wi-Fi 5和Wi-Fi 6标准中得到了广泛应用,但Wi-Fi 7有望进一步改进和优化这些技术:

从支持最多用户数来看,Wi-Fi 5支持最多4个MU-MIMO用户。Wi-Fi 6支持最多8个MU-MIMO用户。相比之下,Wi-Fi 7支持多达16个MU-MIMO用户,可以更好地支持多用户和高密度网络场景。

除了用户数,还有一个概念空间流(Spatial stream)。Spatial stream是指通过MIMO技术在空间中传输数据的单独数据流,每个空间流都需要独立的天线进行发送和接收。Wi-Fi 7支持多达16个空间流,可以通过多个天线对信号进行处理,从而提高数据传输速度和容量。这使得Wi-Fi 7在高密度环境中更能够支持大量的客户端设备同时连接,提供更稳定的连接质量和更高的网络性能。在MU-MIMO中,每个用户都被分配了一个或多个Spatial stream,每个Spatial stream可以在独立的时间和频率资源上传输数据。因此,支持更多的Spatial stream可以提高MU-MIMO系统中的用户数量。但是,除了Spatial stream之外,还有一些其他因素可以影响MU-MIMO系统中支持的用户数,例如天线数量、RF链路质量、用户位置和运动等。

2. 多用户波束成形技术

波束成形技术是指利用天线阵列(Array Antenna)对传输信号进行加权处理,使得信号在特定方向上的能量更加集中,从而实现更远距离和更高速率的数据传输。具体来说,波束成形技术可以将无线信号在空间上形成一个波束(beam),类似于一束激光,从而将信号能量更加集中在目标接收器上,提高传输速率和可靠性。

在之前的Wi-Fi版本中,波束成形技术已经有所应用,但是主要是基于单用户的波束成形技术,即在传输过程中,Wi-Fi发送器和接收器通过多个天线进行信号处理,使得信号在空间上更加集中,从而提高传输速率和可靠性。但是,这种波束成形技术无法针对多个用户进行优化处理,容易出现干扰和重叠的问题。

相比之下,Wi-Fi 7通过在MU-MIMO技术中应用多用户波束成形技术,实现更精确的定向传输,提高信号的聚焦度和强度,能够更加精确地将数据流定向到目标用户,Wi-Fi 7可以将不同的MU-MIMO用户的数据流分别发射到不同的方向,从而避免干扰和重叠。同时,波束成形技术还可以使得Wi-Fi信号更加稳定和强大,能够穿透障碍物并在较长距离内进行传输。因此,波束成形技术是Wi-Fi 7中实现高效率、高可靠性和高密度网络的重要技术手段之一。可以进一步提高网络的性能和容量。从而同时,Wi-Fi 7还引入了更高效的调制和编码技术,可以进一步提高数据传输速率和可靠性。

还在谈多用户波束成形技术的时候,还有一个关联技术,就是天线的动态配置。Wi-Fi 5和6中支持的天线配置是有限的,需要在设计和制造无线设备时确定,无法在使用过程中更改。而Wi-Fi 7支持更灵活的天线配置,可以根据实际环境和网络负载情况动态调整天线配置以达到更好的性能。因此,Wi-Fi 7在天线配置方面相对于Wi-Fi 5和6有更高的灵活性和适应性。

3. 多用户正交频分多址(OFDMA)技术

多用户正交频分多址(OFDMA)技术是一种用于无线通信系统的频谱分配技术。在OFDMA中,整个频带被分成多个小频段,每个小频段可以分配给一个或多个用户同时使用,而且不同用户可以分配不同数量的小频段,这就允许多个用户同时在同一频带上传输数据,从而提高了频谱利用率。

在Wi-Fi 7中,OFDMA是一项非常重要的技术,它可以支持将一个Wi-Fi频道分成多个子信道,并将每个子信道分配给不同的设备,这样可以同时处理多个设备的数据流。OFDMA技术使得Wi-Fi 7在高密度场景下的数据传输更加高效,比如在机场、火车站、会议室等人员密集的场所。

相较于之前的Wi-Fi版本,Wi-Fi 7的OFDMA技术做了一些改进。首先,Wi-Fi 7中的OFDMA技术将子信道的数量增加到了数百个,这意味着更多的用户可以同时连接到同一个Wi-Fi网络上。其次,Wi-Fi 7中的OFDMA技术可以灵活地将子信道分配给不同的用户,可以根据不同用户的需求进行动态分配,提高了Wi-Fi网络的灵活性和适应性。

4. 多正交幅度调制(QAM)技术

正交幅度调制(QAM)是Wi-Fi 7中的一项核心技术。QAM是一种数字调制技术,可以将数字信号映射到多个幅度和相位不同的载波上,以实现高速数据传输。

QAM调制技术在Wi-Fi 4及以后的Wi-Fi版本中都有采用。Wi-Fi 4使用的是64-QAM,Wi-Fi-5是256-QAM,Wi-Fi 6是1024 QAM,而Wi-Fi 7使用了更高阶的4096-QAM调制方式,相较于之前的Wi-Fi版本使用的256-QAM,可以在相同的频谱资源和信道带宽下传输更多的数据,从而提高网络的容量和吞吐量。

Wi-Fi 7支持动态调整数据符号的调制方式,以适应不同用户和场景的需求。比如,对于弱信号的用户,可以降低调制阶数,以提高信号的可靠性和覆盖范围。

Wi-Fi 7采用了更高效的信道编码方式,以提高信号的纠错能力和抗干扰能力,从而提高网络的可靠性和稳定性。

5. BSS Coloring基本服务集着色机制和动态CCA

这个技术是在Wi-Fi 6中被引入进来的同频传输识别机制。用于解决 Wi-Fi 网络中的同一频道干扰问题,增强网络吞吐量和覆盖范围。

在传统 Wi-Fi 网络中,当多个 Wi-Fi 路由器或接入点(AP)在同一频道上运行时,它们会相互干扰,导致网络性能下降。在多个Wi-Fi热点覆盖的环境中会出现乒乓效应,这种现象也称为”空气电路”。在这种情况下,Wi-Fi终端设备会频繁地在不同的Wi-Fi热点之间进行切换,这会导致连接不稳定和数据传输的延迟。BSS (Basic Service Set)Coloring技术通过标识和区分不同的BSS,可以避免这种现象的发生,提高Wi-Fi网络的性能和可靠性。

具体来说,Wi-Fi 7 设备在传输数据时,会附加一个 BSS Color 标记到PHY报文头中的数据包里。这个标记指示了这个数据包所属的 Wi-Fi 网络的 BSS Color,来自不同BSS的数据进行“染色”,为每个通道分配一种颜色。当其他 Wi-Fi 7 设备接收到这个数据包时,会根据这个标记识别这个数据包是否来自同一网络中的其他设备,如果颜色相同,则认为是同一BSS内的干扰信号,发送将推迟;如果颜色不同,则认为两者之间无干扰,两个Wi-Fi设备可同信道同频并行传输。从而可以减小干扰,提高网络吞吐量和覆盖范围。

动态CCA也是Wi-Fi 6时引入的技术,旨在提高Wi-Fi的容量,减少因竞争而导致的干扰。动态CCA可在当前环境中根据信道质量动态调整Wi-Fi信号的功率。当检测到一个信道上存在高强度的Wi-Fi信号时,它可以降低信号的功率,以避免对其他信道产生干扰。

BSS Coloring与动态CCA结合使用,可以在高密度的Wi-Fi环境中更有效地减少信号干扰。BSS Coloring可以将Wi-Fi网络中的每个BSS(基本服务集)标记为不同的颜色,以便客户端能够识别和区分彼此之间的BSS。然后,动态CCA可以根据颜色标记来调整Wi-Fi信号的功率,以避免与其他BSS产生干扰。这种结合使用的方法可以提高Wi-Fi网络的容量,减少干扰,同时增强Wi-Fi信号的覆盖范围和性能。

6. TWT目标唤醒时间技术

TWT (Target Wake Time)是Wi-Fi 7中引入的一项新技术,它是指无线终端设备在与无线接入点 (AP) 通信时,通过协商设定睡眠和唤醒时间,实现设备节能的技术。

在以往的Wi-Fi标准中,无线终端设备会在持续监听无线信道,随时准备接收AP发送的数据帧,这会导致设备的能耗较高。而在TWT技术的引入下,AP可以告知设备在何时唤醒以接收数据,从而使设备在不需要进行通信时,可以进入睡眠状态以节省能源。同时,这也可以提高网络的吞吐量和响应速度,因为AP可以在指定的时间将数据帧发送给设备,避免了设备的重复监听。

TWT技术的应用场景比较广泛,可以用于智能家居、物联网、工业4.0等领域。它的引入在Wi-Fi 6中已经有所体现,但在Wi-Fi 7中进行了进一步的优化和改进,以提高设备的睡眠和唤醒效率,并进一步降低能耗。

7.  时空复用技术

时空复用技术(Spatial Reuse)是Wi-Fi 7中的一项新技术,它可以帮助提高Wi-Fi网络的吞吐量和效率。它是通过在无线频谱中实现空间重用,从而允许多个设备同时使用同一频道进行数据传输,从而提高网络的整体容量和效率。

在以前的Wi-Fi版本中,由于频谱资源有限,设备之间需要竞争使用同一频道,这可能导致网络瓶颈和延迟。但在Wi-Fi 7中,设备可以同时传输数据,而不必等待其他设备完成它们的传输。这是通过使用空间重用来实现的,该技术允许设备在同一频道上传输数据,但在不同的空间领域中,因此它们不会相互干扰。

具体而言,Spatial Reuse技术包括两种技术:空间频率复用(SFR)和空间时间复用(STR)。SFR技术利用频率领域和空间领域上的资源进行复用,将两个或多个设备放置在同一频段中的不同频率上,从而避免干扰。STR技术则利用时间领域和空间领域的资源进行复用,通过将设备按照时间轮廓进行调度,从而避免干扰。

需要注意的是,Spatial Reuse技术在Wi-Fi 7中是一种可选特性,它需要在设备和AP之间进行协商和配置,以确保网络中的所有设备都可以充分利用这一技术带来的优势。

8. 多带宽和多通道聚合技术

多带宽/通道聚合和操作技术是指Wi-Fi 7支持同时使用多个频段来传输数据,从而提高带宽和传输速度的技术。

在Wi-Fi 7中,可以同时使用2.4GHz、5GHz和6GHz频段,或者使用多个5GHz频段,以实现更高的带宽。这个技术可以通过将不同的频段视为一个单独的频宽,然后将它们聚合在一起来实现。这种方法可以提高网络吞吐量,同时也可以减少网络拥塞的影响。

此外,Wi-Fi 7还支持多个通道的操作,这可以通过同时使用多个信道来实现。这个技术可以提供更大的容量,并减少网络拥塞,特别是在高密度的Wi-Fi环境中。

多带宽和多通道聚合技术在之前的Wi-Fi版本中也有,但Wi-Fi 7在这方面进行了改进。Wi-Fi 5和6支持的是通道聚合,可以将两个相邻的20MHz通道聚合成一个40MHz或者将四个20MHz通道聚合成一个80MHz,但是这样做会造成频谱效率降低,因为通道之间没有独立性。

Wi-Fi 7采用了多带宽和多通道聚合技术,利用了频段之间的共存技术,即不同频段的通信可以同时发生而不会相互干扰。Wi-Fi 7采用了一种新的技术,称为“基于频段聚合的时分复用”(Channel Aggregation-based Time Division Multiplexing,CATDM),能够将不同频段的通道聚合起来,形成一个更宽的频带,提供更高的数据传输速率。该技术采用了类似于OFDMA的方式,将聚合的频带划分为不同的子载波,每个子载波都可以通过不同的调制方式和编码方式进行传输,从而实现了更高的数据吞吐量,同时还可以降低频谱拥塞的风险。

9. 多接入点协调技术

多接入点协调(Multi-Access Point (AP) Coordination)是Wi-Fi 7的另一个核心技术之一。它是一种新的机制,旨在帮助多个Wi-Fi接入点协同工作,以优化Wi-Fi网络的性能和吞吐量。

在传统的Wi-Fi网络中,每个接入点都是独立的,它们在相同频段上独立运行,可能会相互干扰,从而降低整个网络的性能。为了解决这个问题,Wi-Fi 7引入了多接入点协调技术。它可以让不同的Wi-Fi接入点在同一频段上协同工作,以实现更高的吞吐量和更好的网络性能。

具体来说,多接入点协调技术可以通过以下几种方式来提高网络性能:

通过协调各个接入点之间的信道使用,以减少信道干扰和碰撞。

通过动态调整传输功率,以最小化干扰并提高吞吐量。

通过共享信息,例如客户端连接质量和网络拓扑结构,以协调接入点之间的操作。

通过这些方法,多接入点协调技术可以最大化Wi-Fi网络的性能,并提高网络的可靠性和稳定性。

需要注意的是,多接入点协调技术需要网络中的所有接入点都支持才能实现最佳效果,因此在使用之前需要确保所有接入点都是Wi-Fi 7兼容的。

10. 基于服务的Wi-Fi技术

基于服务的Wi-Fi是Wi-Fi 6E版本中引入的新技术,这个标准为现代Wi-Fi网络提供了基础框架。

在Wi-Fi 6E版本中,引入了服务级别授权(SLA)和服务级别管理(SLM)的概念,这使得Wi-Fi网络可以根据应用程序的不同需求进行优化和调整,以提供更好的服务质量和用户体验。通过实现基于服务的Wi-Fi,Wi-Fi 6E网络可以更好地满足多样化和高效性的需求,为用户提供更加稳定和高质量的网络连接。

Wi-Fi 7在Wi-Fi 6E基础上,引入了多用户基于服务的调度(MU-EDCA)技术,可以更好地支持不同类型的服务,包括低延迟、高吞吐量和高可靠性等。此外,Wi-Fi 7还引入了无线信道的调度优化和QoS(Quality of Service)技术的改进,以实现更高的网络效率和更好的用户体验。

11. 增强型链路适配和重传协议

Wi-Fi 7采用了混合自动重复请求 (HARQ) 技术来增强链路适配和重传协议。HARQ 是一种数据传输的高效方式,可以将数据分成小块进行传输,并在每个小块的传输之后立即进行确认。如果某个小块传输失败,则可以在后续传输中进行重传,从而提高数据传输的可靠性和效率。

增强型链路适配和重传协议并不是Wi-Fi 7中首次提出的技术,它们在之前的Wi-Fi版本中也已经有应用。不过,在Wi-Fi 7中,这些技术得到了进一步的优化和改进,以提高Wi-Fi网络的性能和可靠性:

采用更高效的重传协议:Wi-Fi 7引入了一种名为“复杂度自适应混合自动重传请求(CA-HARQ)”的协议,该协议可以根据信道质量和网络负载情况动态地调整重传的次数和时间间隔,从而提高传输效率和性能。

优化链路适配和选择:Wi-Fi 7引入了更加智能的链路适配和选择算法,可以根据网络拓扑、设备位置、信道条件和用户需求等因素来优化链路选择,从而提高数据传输的速度和可靠性。

在Wi-Fi 7中,增强型链路适配和重传协议可以通过选择更好的调制和编码方案、使用更好的传输模式和采用更好的错误纠正技术等方式来提高数据传输的效率和可靠性。这些改进可以帮助提高Wi-Fi网络的吞吐量和响应时间,从而改善用户的网络体验。

好了,尽管上问谈到了很多Wi-Fi 7的关键技术,但毕竟协议最终版还没有发布,所以这些关键技术都有变化和调整的可能,所以最后一定会有未涵盖到的地方,或者优化改进的地方,如果大家有兴趣,可以去跟进协议的发展。

展望Wi-Fi 7的美好未来

这么好的技术,会在什么业务场景中充分发挥它的潜能呢?Wi-Fi 7的技术提升使得它可以在更加复杂、密集的网络环境中应用。以下是一些可能的应用场景:

高密度网络

Wi-Fi 7的MU-MIMO技术和OFDMA技术,可以使得无线网络更好地应对高密度的用户连接和数据传输需求。这使得Wi-Fi 7更适合在大型公共场所、会议中心、机场、体育场馆等人群密集的场所使用。

高速移动场景

Wi-Fi 7的多用户波束成形技术和增强型链路适配和重传协议等技术,可以使得Wi-Fi网络更好地应对高速移动设备的连接和数据传输需求。这使得Wi-Fi 7更适合在高速列车、地铁、机场等需要快速移动的场所使用。

企业应用

在企业网络中,智能和价值正在走向边缘。边缘云是企业数字化转型的基本组成部分。由于 Wi-Fi 是许多企业用例的最后希望,Wi-Fi 7 可以提供的低延迟和带宽,即使在密集、高流量的场景中,对于许多关键业务应用程序也将变得至关重要。毋庸置疑,Wi-Fi 7的多接入点协调技术可以使得多个接入点更好地协调,提高整个企业网络的性能和可靠性。

这使得Wi-Fi 7更适合在大型企业、医院、学校等需要大量无线设备的场所使用。对于企业而言,Wi-Fi 7 将使物联网(IoT) 和 IIoT 应用受益,例如工业自动化、监控、远程控制、AV/VR 和其他基于视频的应用。最终用户将在很大程度上看到 Wi-Fi 7 在游戏 AV/VR 中的优势。在医疗领域,Wi-Fi 将在远程位置大量使用,以在紧急情况下由机器人和机器执行操作,主要是因为它提供了非常低的延迟和高带宽。物联网设备通常需要进行低功耗通信,而Wi-Fi 7的TWT(Target Wake Time)技术可以满足这一需求,它能够让设备在设定的时间间隔内进入睡眠模式,从而节省能量。此外,Wi-Fi 7的OFDMA技术可以使得多个物联网设备在同一时间内使用同一信道,从而减少了信道争用,提高了整体的传输效率。同时,Wi-Fi 7的多用户多输入多输出技术(MU-MIMO)和多用户波束成形技术可以支持多个物联网设备同时连接并获得高速的数据传输,提高了整体的网络性能。

家庭应用

Wi-Fi 7的基于服务的Wi-Fi技术可以为不同类型的应用提供更好的网络服务质量,例如低延迟的游戏、高清的视频流媒体等。这使得Wi-Fi 7更适合在家庭网络环境中使用。这里面有两个典型应用:

  • 最先进的扩展现实 (XR) 应用对延迟极为敏感,除非达到非常低的延迟指标,否则这些设备将无法正常工作。身临其境、逼真的 XR 体验需要具有极高刷新率的高质量视频,这需要非常高的速度和带宽,以确保用户体验流畅而无卡顿。此外,网络需要极高的容量来支持同时使用此类应用程序的许多用户。云游戏、社交游戏和 Metaverse 是其他应用程序,它们将测试无线技术的界限,Wi‑Fi 7 将为这些应用程序提供充足的性能。Wi-Fi 7的多用户多输入多输出(MU-MIMO)和多用户波束成形技术(MU-Beamforming)可以提供更快的数据传输速度和更高的网络容量,这对于XR增强现实和游戏应用非常有用。
  • 超高清视频(如8K视频)需要更高的带宽和更快的数据传输速度,以支持高质量的视频流畅播放。Wi-Fi 7的多用户正交频分多址(OFDMA)和多正交幅度调制(QAM)技术可以提供更高的带宽和更快的数据传输速度,以满足这些高带宽视频应用的需求。

相信,除了上述提及的场景之外,未来,Wi-Fi 7将会在更多领域得到广泛的应用,例如:智能家居、智能医疗、智慧城市等等。在智能家居领域,Wi-Fi 7将能够更好地支持大量的智能设备,提供更快速的连接和更高效的数据传输,实现更智能化、更人性化的居家生活。在智能医疗领域,Wi-Fi 7将能够提供更加可靠和稳定的连接,确保医疗设备和系统的数据传输和信息交换的准确性和实时性。在智慧城市领域,Wi-Fi 7将能够支持更多的智慧设备,如智能交通系统、环境监测、公共安全等等,实现更加智能化和便捷的城市管理和生活。

任何技术都不是孤立发展的,Wi-Fi 7的出现也会与其他技术的融合方面来服务社会。Wi-Fi 7将会更好地与5G技术、物联网技术、人工智能等技术结合,为产业的智能化和数字化进程提供更好的支持和服务。前几天,由我中心倡议,世界无线局域网应用发展联盟(WAA)秘书长杨涛、副秘书长史浩、全球智慧物联网联盟(GIIC,筹备中名称暂定)筹备组负责人胡才勇、服务中心副理事长杨涛和主任侯燕在深圳进行了会晤。三方就国际技术标准合作、品牌营销推广等方面进行了深入交流,并达成了初步共识。

总的来说,Wi-Fi 7的出现不仅代表了Wi-Fi技术的升级和进步,也将会在未来的应用中发挥越来越重要的作用,为人们的生活和工作带来更多的便利和智能化体验。