简介
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支持6G频段的320M带宽,提供更快地速度,OFDMA并发数提高至148(wifi6为74),最大连接终端数对比wifi6提升2倍
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支持多链路连接,提供不同的延迟服务
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支持rtwt,进行更加细化的节电管理
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支持4096QAM高阶调制技术,数据承载量更大,最大速度提升至30Gbps(理论上不太可能,这是理论上的理论)速度提升3倍(wifi6为9.6Gbps)
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支持非连续新到捆绑,提升吞吐能力。wifi6协议仅支持以20MHZ为单位的非连续信道捆绑,如5180 5200 5240 5260三个频段可以组合成80M带宽,不需要中间的5240信道。但是wifi7支持以非连续的RU为单位进行非连续信到捆绑,颗粒度更细,对信道的利用更好。
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AMPDU聚合度提升至1024(wifi6为256)
WIFI7链路架构
以国内的角度来看,6G是遥遥无期的,所以整个wifi7的价值在不开放6G频段的国家的价值大大降低,连带着wifi6E也是如此。数据优先级可以和不同的链路进行绑定,下边介绍下图例中的数据优先级:
BE:尽最大所能去传输的数据 - 优先级最低,延迟高,在发送队列中获取最小时间分配
BK:后台数据 - 优先级次低,延迟较高,在发送队列中获取较小时间分配
VI:视频数据 - 优先级较高,延迟较低,在发送队列中获取较多时间分配
VO:音频数据 - 优先级最高,延迟很低,在发送队列中获取做多时间分配
关于链路
上图所示中,对于多链路AP来说不同STA使用链路的方式会有所不同。多链路STA可以根据需求开启或关闭链路。如需要大数据传输,可以开启额外的链路;如待机中可以保持单一链路的连接。多链路的引入提供了物理层面的负载均衡方案。链路增多也可以不同数据走不同链路通道,将数据和业务划分的更细致(类似方案可以参考蓝牙的做法)
连接后,AP可以通过发送action请求和相应帧进行业务和链路的绑定或修改现有的绑定策略:
链路1 | 链路2 | 链路3 | |
原策略 | BE BK | VI VO | N/A |
新策略 | BE BK VI VO | N/A | N/A |
多链路类型
编号 | 设备类型 | 链路分类 | 功能说明 |
1 | 多链路AP/STA | 异步多链路同传 | 不同链路分别独立收发数据 |
2 | 多链路AP/STA | 同步多链路同传 | 最多只支持两个链路一主一辅,收发数据必须同步进行,以主链路的时间戳为基准 |
3 | 多链路STA | 异步多链路同传增强 | 支持动态调整每个链路上的天线数量(这个比较复杂) |
4 | 多链路STA | 单射频模式 | 同一时间仅一个物理链路但是多个数据链路,切换链路需要走切换操作(类似mcc,但是效率更高一些,目前来看不是很必要) |
5 | 多链路STA | 增强单射频模式 | 同一时间仅一个物理链路但是多个数据链路,切换链路瞬间完成(对移动设备友好,但是硬件性能要求比较高) |
数据缓存
对于传统单链路AP-STA中,AP会通过定期发送的beacon中的TIM指示STA是否存在缓存数据进而决定是否醒来接收数据。WIFI7的多链路物理架构采用了比较讨巧的办法:
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多链路AP会在每个链路上发送带有TIM信息的beacon,处于节电模式的STA只会在某一条链路上定期醒来其它链路保持深度睡眠。
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当STA发现存在缓存数据后,可以在任何一条没有业务限制的链路上醒来并接收数据。如果某条链路绑定了特定业务,STA只能在此链路上获取特定的业务数据(BE BK VI VO).其它类型的数据需要在别的链路获取
连接过程
wifi7由于引入的多链路架构,所以设备发现和关联都有一定的变化,对于多链路的分配也需要AP和STA提前商定好,额外的,多链路的mac也需要在连接阶段管理起来。
被动发现
和传统的被动发现类似,STA通过监听AP的beacon帧获取当前信到上的AP信息,但是对于多链路STA-AP的组合来说,STA不会监听所有信到的beacon,而是通过AP发送的周期beacon中的多AP信息知晓当前收到的beacon代表的AP是否是多AP设备,其它几条链路的频段,带宽等信息。(AP的广播的频段可以选择在任意频段,但是总的来说,最好的频段是在5G上,因为不是所有地区的设备都可以支持6G)
主动发现
主动发现和传统802.11协议station发现方法类似,但是多链路STA可以通过一条链路上的probe请求得到多链路AP的回应的probe request,其中包含了其它几条链路的信息。多链路STA也可以在一条链路上发送probe请求分别获得多链路AP的多链路信息后,主动在其它两条链路上发送probe请求获取其它链路信息。至此可以开启连接。
连接过程
wifi7的连接的帧交互模型并没有变化,多链路STA发送多链路认证帧后多链路AP恢复;多链路STA发送多链路关联请求认证1 2 3三条AP链路,AP由于调度等原因拒绝提供AP2链路服务。多链路STA与AP1 AP3两条链路关联成功。
休眠方案
wifi6引入了TWT业务,细化管理每个STA的唤醒时间,为每个STA提供不同的周期服务。这样可以针对每个STA的数据特性动态的控制休眠周期,避免STA即便没有数据在每个beacon周期都被唤醒。wifi7在此基础上更加爱严格的划分了数据类型,让STA根据不同的数据特征,哪些数据在哪个TWT周期内和多链路AP进行数据交换。
以上图为例,多链路AP在于多链路STA连接是,对STA1和STA2进行了不同的管理,STA1链路上承载低延迟数据,并且此链路不休眠。STA2承载额外数据业务。比如STA1承载AR VR视频数据,STA2承载audio video数据。这样STA2也拥有了进入睡眠的机会。
AP和多链路AP会单独协商一个twt时间点:上图中,STA1下行数据开启为30ms后,上行数据为60ms后;STA2要求下行数据开启为30ms后,正好和STA1对齐。30ms后,STA1和STA2一起醒来接收数据(STA2是wake的),STA2在数据接收完毕后睡眠,STA1继续清醒。STA1在60ms后收到AP的trigger帧,表示可以上传数据了,STA2上传完成后,这整个beacon周期完毕,开启下个周期。这在wifi6业务中,STA2也是要一直被唤醒的,对于多链路STA模式下,引入r-twt也是必然的。
静默时间:类似rts/cts机制,因为r-twt的管理过于细致,为防接入信道时间不可控。需要在服务周期开启前先发出静默通告,告知周围所有STA暂停数据发送。
WIFI7的应用
传统的wifi仅仅提供大容量的数据通道,并没有像蓝牙一样针对某些应用业务进行划分:如BLE,HFP,PAN,A2DP这些应用,仅仅是wifi联盟对协议的使用模式做了一些拓展。起初wifi的容量足够大,各种业务高频次使用下也不会出现卡顿和性能瓶颈。但是随着协议的进化深度增加,市面上同时存在多代wifi设备扎堆的情况,wifi的应用逐渐在良莠不齐的设备中出现瓶颈:卡顿,无法入网,上网慢等问题。Wifi7可以从底层规划数据类别,为不同类型的数据提供不同延迟和带宽的服务。
以上的设备类型往往需要不懂的带宽,延迟体验。综合起来,AV数据需要低延迟高带宽即时相应,下载数据需要高带宽,上网访问数据仅需要足够带宽下的上网能力,针对这些需求,wifi7可以合理的分配带宽资源,给每一类设备提供较好的数据体验。避免了某些数据量比较下的设备无法接入AP,或VR AR设备被通bss下别的设备影响的情况。