从Wi-Fi 6高效基础版到Wi-Fi 7超高吞吐量

shuszhao

自1999年成立Wi-Fi联盟以来，Wi-Fi技术不断发展，满足了不断增长的吞吐量和设备数量需求，并推出了一系列按字母顺序排序的版本名称。随后Wi-Fi变得炙手可热，以至于作为一个通用名称收入了字典中。如今，Wi-Fi为各种客户提供的互联网连接无处不在，从笔记本电脑、智能手机、电视和机顶盒之类的数据需求量大的设备，到家庭/办公设备之类的物联网“推特”设备不一而足。ABI数据表明，年度设备出货量每年都在增加，预计在2026年将超过50亿台，且智能/互联家居及可穿戴细分市场将是推动这一增长的主要力量。

什么是Wi-Fi 7？


Wi-Fi 6E于2020年获得批准，刚刚上市伊始，我们就已经开玩笑说要研发下一代Wi-Fi 7了，尽管当时Wi-Fi 7的规范还远未完善。事实上，这个下一代Wi-Fi预计不会在2024年前获得批准。尽管如此，关于下一代Wi-Fi的消息也已经纷纷扬扬了，多家半导体公司宣布推出Wi-Fi 7“前导”芯片样品。Wi-Fi 7源自IEEE 802.11be规范，优势更强：

[li]与Wi-Fi 6E 160MHz的信道带宽相比，Wi-Fi 7的信道带宽高达320MHz。而这只在6GHz频段实现。[/li][li]与Wi-Fi 6/6E支持8x8 MIMO相比，Wi-Fi 7可支持高达16x16 MIMO。[/li][li]与Wi-Fi 6/6E支持1K正交调幅（QAM）相比，Wi-Fi 7支持最高4K正交调幅（QAM）。[/li]

了解上述优势后，尚未迁移到Wi-Fi 6E的公司是否应等到Wi-Fi 7推出再行迁移？

                               
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Wi-Fi历史简介


回答问题之前，我们先比较一下每一代Wi-Fi的主要特点。下表总结了以下特点：

                               
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什么是Wi-Fi 6？


与Wi-Fi 5相比，Wi-Fi 6具有双倍的最大MIMO配置、双倍的最大信道带宽和更高调制方案。Wi-Fi 6在PHY层级的最大数据速率提高4倍以上。尽管最大数据速率提升显著，但这并不是使Wi-Fi 6变得炙手可热并实现最快一代Wi-Fi渗透率的原因。
Wi-Fi 6的主要优势是提高网络效率，尤其是在密集区域，可以将更多设备连接到同一接入点，吞吐量更高，延迟更低，用户体验更好。Wi-Fi 6之所以效率更高，是因为以下两个主要特性：

[li]多用户MIMO（MU-MIMO）：将接入点（AP）的MIMO操作划分给多个用户（或多个站点）。例如，单个8x8 AP可以同时处理多达8个1x1用户，每个空间流一个。AP通过无线（下行链路）发送单个8x8 MIMO数据包，其中包含分配给各个用户的空间流数据。每个用户可在各自的空间流中同时回复（上行链路）。Wi-Fi 5 Wave 2已支持MU-MIMO下行链路，但不支持MU-MIMO上行链路。[/li][li]多用户OFDMA（MU-OFDMA）：允许将总可用带宽以资源单元（RU）的形式划分给多个用户。这样，就可以有更多用户连接至AP了。举例来说，多达37个并发用户可以共享80MHz信道，每个用户仅使用约2MHz的带宽。值得一提的是，此类窄带可更好地与蓝牙和802.15.4（即Thread、ZigBee）之类的其他窄带技术共存。[/li]

MU-MIMO和MU-OFDMA支持AP更好地安排用户之间的流量，使得粒度得当，更好的控制服务质量。数百甚至数千台设备可以连接至存在拥塞限制的AP。而且，较慢的Wi-Fi 6物联网设备还可以与高要求的Wi-Fi 6设备无缝共存，且不会影响其吞吐量和延迟。
Wi-Fi 6的另一个重要特色是目标唤醒时间（TWT）。这一点对于低功耗物联网尤为重要：每个连接到AP的Wi-Fi 6设备都可以在AP预先确定的相应计划时间进入深度睡眠和唤醒。如此一来，将能最大程度地减少冲突并显著降低功耗。

什么是Wi-Fi 6E？


Wi-Fi 6在2.4Ghz和5Ghz频段运行。但是，2.4GHz频段非常拥挤，因为在此频段中，Wi-Fi要与蓝牙、Zigbee及Thread之类的其他技术竞争。因此，5GHz频段可谓是避免这种拥塞的“高速公路”。
尽管如此，大家对数据带宽的需求也从未得到满足。现在，有更多的视频流媒体服务可提供更高分辨率的视频。城市中的许多地方都在推行光纤入户，让在家庭/办公室内提供超快互联网成为可能。最近，在新冠肺炎疫情期间，居家办公人数激增也增加了对可靠、高速Wi-Fi的需求。就连Wi-Fi 6的5GHz高速公路容量也在不断扩展。因此，当时发布了Wi-Fi 6E，使用6GHz频段来扩展容量（更精确地说，从5.925GHz扩展到7.125GHz）。扩展的1.2GHz带宽可增加多达7个信道，每个信道160MHz（5GHz频段仅能提供2个这样的宽信道），或增加多达14个信道，每个信道80MHz（5GHz频段仅能提供5个这样的信道）。尽管6GHz频谱存在地理挑战，但事实证明，Wi-Fi 6E炙手可热，在不断增长的数据带宽需求中，创造了一些亟需的喘息空间。

Wi-Fi 7详细信息


Wi-Fi 7的速度几乎是Wi-Fi 6/6E的5倍。但这并不是Wi-Fi 7突然受欢迎的唯一原因。以下两个非常重要的特色才是促使大家关注这个下一代Wi-Fi的原因：

[li]多链路操作（MLO）：能够从相同或不同频段聚合两个信道，提高吞吐量，绕过干扰并减少延迟。比如说，干扰导致这3个可用信道可能极难甚至不可能在6GHz频段上获取空闲的320MHz信道。为了克服这种情况，Wi-Fi 7连接借助MLO在6GHz频段的7个可用信道中聚合两个不相交的160Mz信道，或者聚合6GHz频段上的一个信道与5GHz频段上的另一个信道。从理论上讲，任何组合都是可能的。例如，聚合5/6GHz频段上160MHz+80MHz带宽。[/li]

                               
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MLO还可用于平衡负载，通过在信道之间快速无缝切换，最大程度地减少争抢/重试次数。这也意味着延迟将得到减少。

[li]多资源单位（MRU）：当用户的吞吐量促使需要“大”的资源单位时，这种大带宽可能无法在整个信道带宽中自由使用。可以说，MRU使用与MLO相似的概念，但区别在于MRU可以在同一信道上为单个用户聚合两个连续或不相交的资源单位，满足吞吐量要求。[/li]

Wi-Fi 7凭借MLO和MRU，非常具有吸引力，尤其是在要求高吞吐量、低延迟和高链路可靠性的应用中。信道聚合方式、时机、对象将是区分Wi-Fi 7解决方案提供商的重要分水岭。Wi-Fi 7可为机场和办公室之类的用户密集型环境带来巨大价值。在此类环境中，用户会经常走动，需要Wi-Fi动态调整发射功率，频繁在电子邮件、浏览、聊天、文件传输和视频会议之间切换。游戏、AR/VR耳机和视频分发也将从Wi-Fi 7中受益匪浅。因此，如果这些用例与您相关，您肯定会希望在Wi-Fi 7可用时立即迁移。CEVA是集成到SoC的Wi-Fi平台IP解决方案领先供应商，已授权数亿支持Wi-Fi的设备。CEVA RivieraWaves Wi-Fi解决方案包括经过市场证明的MAC和modem，适用于多代Wi-Fi标准（Wi-Fi 4/5/6/6E），支持SISO和MIMO配置的站点/用户（STA）和接入点（AP）模式，带宽高达160MHz。CEVA RivieraWaves Wi-Fi平台IP与CEVA RivieraWaves蓝牙平台IP和/或CEVA RivieraWaves UWB平台IP相辅相成，形成了无线组合解决方案。

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好东西，学习啦

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