引言
2022年4月7日,紫光股份旗下新华三集团全球首发企业级智原生Wi-Fi 7 AP新品 WA7638和WA7338。仅在同年的6月15日,在东京举行的第29届日本网络通信展览会(Interop Tokyo 2022,简称Interop展)中,WA7638就以出色的研发实力及技术表现成功斩获Interop Tokyo 2022金奖(Best of Show Award Grand Prize)。
2022可谓是Wi-Fi 7 应用“元年”。1月,联发科基于自家Filogic 芯片,进行了全球首个Wi-Fi 7 技术现场演示。2月底,MWC 世界移动通信大会上,高通发布了Wi-Fi 7 的商用解决方案“FastConnect 7800”。4月,博通发布了WiFi 7生态系统产品组合,包含家用市场BCM6726/ BCM67263,企业市场BCM43720/BCM43740,移动设备BCM4398,以及SOC BCM4916。伴随Wi-Fi 7 的各种解决方案与产品的逐步上市, Wi-Fi7持续点燃市场,成为全球各大厂商正向布局的下一代技术。
WIFI7 由来
Wi-Fi 7 的称呼同Wi-Fi 6 一样,是Wi-Fi 联盟为了方便推广Wi-Fi 应用的命名,在学术上其还有另外一个名字,IEEE 802.11be 协议。早在2019年5月,IEEE802.11be EHT工作组就已经正式成立,从网络吞吐、干扰抑制、频谱效率、时延优化等多个维度对IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)进行优化提升。工作组立项时设立目标,对于网路接入速率,将达到30Gbps以上;对于实时应用,时延控制在5ms以内,协议将协议分成两个R版本进行推出,R1 2022年发布标准,R2 2024年底完成标准发布。
Wi-Fi 7 的性能提升
Wi-Fi7的关键字是EHT(Extremely High Throughput),首要特征就是超高的吞吐。在传输速率方面,通过引入320MHz带宽,4096-QAM调制,MIMO16X16使得单链路最大理论速率达到46Gbps。频谱效率提升上,引入Multi-RU,混合自动重传请求(HARQ),多AP协同等技术,让资源利用更合理更高效。干扰抑制方面,Preamble Puncturing,协同OFDMA(C-OFDMA),协同空间重用(CSR),多链路同步信道接入等技术将被采用,使得AP间干扰更小,覆盖更均衡。针对可保障低时延,多AP联合传输(JXT),动态链路切换,定时与同步,新接入类别等技术正在讨论与纳入中。
关键特性
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320MHz带宽
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,最终投票表决通过了将6GHz(5.925-7.125)的新的频段开放给了免许可应用,也就是Wi-Fi的应用。随后,世界各国也积极推动将6G频段作为非授权频段给Wi-Fi应用。新的6G频段共有1200MHz的带宽,可以提供59个20MHz信道带宽,29个40MHz带宽信道,14个80MHz信道带宽,7个160MHz和3个320MHz信道带宽,极大地缓解了当前Wi-Fi频谱资源短缺问题。Wi-Fi6E作为Wi-Fi6新频段的扩展,工作在6G频段,目前已批量落地应用。
Wi-Fi7作为新一代的通信标准,是向前兼容历史协议的,工作在2.4G,5G,6G三个频段上,最大带宽320MHz。同时,为了对频谱的更加灵活应用,也包含240MHz带宽,以及160MHz+80MHz,160MHz+160MHz的带宽绑定。
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4096-QAM
随着硬件调制解调能力的不断提升,Wi-Fi7中加入了更高阶的调制方式4096-QAM。相较于Wi-Fi6最高1024-QAM调制,每个符号最多承载10bit信息;4096-QAM调制,每个符号将最多承载12bit信息,信息承载量提升20%。
- MIMO 16X16
Wi-Fi 4最多能够支持MIMO4x4,Wi-Fi 5/6最多能够支持MIMO8x8,Wi-Fi 7将对传输的空间流数进行进一步的提升,支持MIMO16x16。提升后,理论传输数率相比Wi-Fi6会直接翻倍, STA 接入能力也翻倍。
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多链路设备(MLD)
随着技术迭代,Wi-Fi技术可用的频谱资源也在增加,目前可工作在2.4GHz、5GHz、6GHz三个频段。由于设备间传输不能做到完全同步,如果主信道繁忙,整个宽带信道会被阻塞;同时不同频段间的干扰水平,频谱特征不一致。为了更有效地整合频谱资源,Wi-Fi7直接从协议侧定义多链路聚合的相关标准,包含多链路架构、信道接入、数据传输等。
多链路设备,典型特征为一个射频单元,有至少两个以上的射频链路链接到空口,但对于LLC层仅只有一个MAC地址。相比于单链路设备,在射频链路上增加了冗余,可以进行不同链路的切换与协同,从而保障数据能够更高效地传输。
AP 与STA 之间同时建立多个射频链接,对于数据的传输可以更加灵活的调度,提升传输速率,降低时延,规避信号差信道。
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Multi-RU
Wi-Fi6之前的Wi-Fi标准主要采用的是OFDM(正交频分复用)调制方式,将信道切分为多个子载波,提升速率的同时有较强抗干扰能力,但单一信道同一时间内只能为同一用户服务。Wi-Fi6引入了正交频分多址(OFDMA)这一成熟的4G蜂窝技术,子载波带宽更窄,增加RU的概念,单一信道同一时间内可以为多用户服务。
但Wi-Fi6中单个STA只能使用单个RU资源,缺乏一些灵活性,Wi-Fi7突破了这一限制,允许单个STA同时占用多RU,并且不同尺寸的RU可以进行组合。基于实现复杂度与频谱资源利用效率的均衡,也会做一些限制,小型RU(<20MHz)与大型RU(≥20MHz)只能组合相同类型的RU,不能将小型RU与大型RU进行组合。
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多AP协同
在现有已发布的Wi-Fi协议中,更多涉及的都是单个AP本身如何达到更高的吞吐,更多的接入,对于多个AP之间进行组网协同传输研究较少。Wi-Fi7不仅聚焦AP本身性能与可靠性的提升,同时也关注多个AP间进行更合理的资源配置,达到整个网络的性能最优。目前重点讨论的方向有四个,分别为协同空间重用CSR(Coordinated Spatial Reuse),联合传输JXT(Joint Transmission),协同正交频分多址C-OFDMA(Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access),协同波束赋形CBF(Coordinated Beamforming)。
新华三在领航
作为WLAN领域名副其实的领先者,新华三已经连续13年稳居中国企业级WLAN市场占有率第一。不仅在4月全球首发企业级智原生Wi-Fi 7 AP新品 WA7638和WA7338,同年6月,还发布了全球首款Wi-Fi 7 家用路由器—Magic BE18000,支持18000M无线速率和最大320MHz频宽。
结合新华三自研创新的iRadio、iStation、iEdge和iHeal技术,新华三Wi-Fi 7 AP可以实现射频管理、终端接入、业务保障及网络治愈等智能化功能,不断突破无线性能边界,实现超高速率和超低时延。让Wi-Fi 7技术为百行百业客户带来了全新的智快体验,加速企业数字化转型和变革。