Labs 導(dǎo)讀

隨著智能家居的快速發(fā)展，現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施已逐漸不能滿(mǎn)足用戶(hù)更多的連接需求，因此Wi-Fi6、Wi-Fi7隨之應(yīng)運(yùn)而生。那么Wi-Fi6從出現(xiàn)到成熟再到成為標(biāo)配經(jīng)歷了哪些演進(jìn)，Wi-Fi7相較于Wi-Fi6又有了哪些進(jìn)步，將是本文的介紹重點(diǎn)。

作者：湯想明

單位：中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心

近年來(lái)，隨著無(wú)線(xiàn)技術(shù)以及智能家居的快速發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備需要加入家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。除了智能手機(jī)和筆記本電腦之外，新型設(shè)備如無(wú)線(xiàn)音箱、監(jiān)控?cái)z像頭、恒溫器、冰箱以及無(wú)數(shù)其他智能家電和機(jī)器都加入了家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中。

Part 01 ●??Wi-Fi 6技術(shù)演進(jìn)方向?●?

由于以傳統(tǒng)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)（802.11a/b/g/n/ac）運(yùn)行的現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施逐漸不足以應(yīng)對(duì)連接的增加和帶寬需求的提高，Wi-Fi 6技術(shù)就此應(yīng)運(yùn)而生。

1.1 Wi-Fi 6技術(shù)基本成熟

Wi-Fi 6芯片起步于2017年，博通在業(yè)內(nèi)率先推出第一個(gè)完整的802.11ax解決方案，包含針對(duì)家庭Wi-Fi市場(chǎng)的BCM43684，針對(duì)企業(yè)AP市場(chǎng)的BCM43694，以及針對(duì)智能手機(jī)市場(chǎng)的BCM4375芯片，從此開(kāi)啟了Wi-Fi 6產(chǎn)業(yè)大幕。博通BCM43684 Wi-Fi 6芯片于2017年率先被應(yīng)用于華碩ASUS RT-AX6000和RT-AX11000兩款高端路由器上，推動(dòng)了Wi-Fi 6行業(yè)的快速發(fā)展。

2020年是Wi-Fi 6芯片發(fā)展至關(guān)重要的一年，華為以海思Hi5671Y系列Wi-Fi 6芯片為主體，推出了Wi-Fi 6+ 路由器，率先將160MHz頻寬引入中低端產(chǎn)品市場(chǎng)，并以極具性?xún)r(jià)比的優(yōu)勢(shì)，瞬間引爆國(guó)內(nèi)Wi-Fi 6市場(chǎng)。并以此為節(jié)點(diǎn)，各主流芯片方案均相繼發(fā)布涵蓋高、中、低端Wi-Fi 6芯片方案，Wi-Fi 6技術(shù)得以高速發(fā)展。

截止2021年Q3，博通、高通、美滿(mǎn)、邁凌、海思、聯(lián)發(fā)科、瑞昱均已實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 6芯片的量產(chǎn)與批量發(fā)貨；此外，創(chuàng)發(fā)信息科技、中興微電子等主控廠(chǎng)商亦均推出Wi-Fi 6主控，通過(guò)同上述Wi-Fi芯片適配，實(shí)現(xiàn)更全面Wi-Fi方案；至此Wi-Fi 6技術(shù)已基本成熟。

1.2 Wi-Fi 6E漸成標(biāo)配

Wi-Fi 6E于2021年初正式登場(chǎng)，各芯片供應(yīng)商均已公布了自己的Wi-Fi 6E解決方案。從支持的終端來(lái)看，英特爾AX210無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡是第一款支持Wi-Fi 6E的終端，但全面讓大眾關(guān)注到Wi-Fi 6E是2021年初搭載高通驍龍888處理器的小米11手機(jī)。

1.3 Wi-Fi 6與Wi-Fi 6E的差異

Wi-Fi 6E命名中的“E”取自于“Extend”，意為“擴(kuò)展”。在現(xiàn)有Wi-Fi 6功能上，進(jìn)一步擴(kuò)展Wi-Fi 6頻譜范圍。

Wi-Fi 6E引入了對(duì)6GHz頻段的支持，使Wi-Fi 6在原先使用的2.4GHz/5GHz頻段基礎(chǔ)上擴(kuò)展為2.4GHz/5GHz/6GHz頻段。對(duì)于6GHz頻段，頻率覆蓋從5925MHz到7125MHz，共1200MHz。6GHz頻段可提供59個(gè)20MHz或29個(gè)40MHz或14個(gè)80MHz或7個(gè)160MHz或3個(gè)320MHz（802.11be，即Wi-Fi 7）相互獨(dú)立信道。相比之下當(dāng)前5GHz頻段的可用帶寬只有500MHz（國(guó)內(nèi)可用頻率僅260MHz），2.4GHz頻段可用帶寬更是只有60MHz。后續(xù)完全利用6GHz頻段的全部帶寬，基于Wi-Fi 6E的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)完全可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備容納數(shù)量相比Wi-Fi 6無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)翻倍的效果，以期解決現(xiàn)有Wi-Fi 頻譜資源不足的瓶頸。

圖3? Wi-Fi6E頻譜資源

不過(guò)Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E使用的技術(shù)（無(wú)線(xiàn)基本規(guī)格、用戶(hù)使用體驗(yàn)、關(guān)鍵技術(shù)）基本上相同，例如Wi-Fi 6支持的1024-QAM、OFDMA、UL/DL-MU-MIMO、TWT等機(jī)制，在Wi-Fi 6E中也完全相同。因此在相同的頻譜資源和環(huán)境干擾條件下，Wi-Fi 6E的基礎(chǔ)性能并沒(méi)有比Wi-Fi 6更強(qiáng)。以2x2 MU-MIMO為例，在160MHz帶寬下，基于Wi-Fi 6的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以提供理論最高2.4Gbps的速率，Wi-Fi 6E也同樣是2.4Gbps，5GHz頻段與6GHz頻段在速率上是基本相同的。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋上，理論上6GHz頻段更高，覆蓋能力會(huì)稍遜色于5GHz頻段，但兩者之間的差異不大。基本上6GHz頻段網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的地方，5GHz頻段基本上也不可能良好覆蓋。

Part 02 ●??Wi-Fi 7技術(shù)演進(jìn)方向?●?

根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟的定義，Wi-Fi 7指的是802.11be，Wi-Fi 7的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)制定目前還在進(jìn)行中，最終標(biāo)準(zhǔn)的可能會(huì)在2024年完成發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)基于802.11ax標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)。

- Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6的改進(jìn)

與Wi-Fi 6比較，Wi-Fi 7帶來(lái)了較多改進(jìn)，比如MIMO增強(qiáng)，速度可達(dá)30Gbps，可三頻同時(shí)工作，更高的調(diào)制，更低的延遲等。借助這些前沿技術(shù)，Wi-Fi 7 提供了比 Wi-Fi 6 更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的延遲。Wi-Fi 7 預(yù)計(jì)將支持高達(dá) 30 Gbps 的吞吐量，約為 Wi-Fi 6的三倍。就應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，Wi-Fi 7可為用戶(hù)帶來(lái)更加流暢、快速的傳輸體驗(yàn)，因其擁有更大的覆蓋范圍并有效地減少了傳輸擁堵問(wèn)題，將更有力的助推8K產(chǎn)品的普及。從用戶(hù)角度來(lái)看，Wi-Fi 7讓8K視頻的在線(xiàn)播放不再是夢(mèng)，用戶(hù)也會(huì)因此獲得更好的影音體驗(yàn)。此外，更快的傳輸速度也一定會(huì)延伸出更多的智能產(chǎn)品功能與體驗(yàn)，譬如人工智能互動(dòng)、家居智能控制，解決當(dāng)下消費(fèi)者在這些領(lǐng)域的消費(fèi)痛點(diǎn)，獲得更加舒適的智能體驗(yàn)。

MIMO增強(qiáng)：Wi-Fi 6最大的空間流是8×8，Wi-Fi 7最大空間流提升到了16×16。可大幅提升無(wú)線(xiàn)頻寬和客戶(hù)端支持?jǐn)?shù)據(jù)，同時(shí)引入了更加先進(jìn)的CMU-MIMO。其中，C代表Coordinated（協(xié)同），意為16條數(shù)據(jù)流可以不由一個(gè)接入點(diǎn)提供，而是可由多部無(wú)線(xiàn)路由器同時(shí)提供，這正好用于近年普及的Mesh WiFi網(wǎng)絡(luò)，讓終端同時(shí)連接多部Mesh無(wú)線(xiàn)路由器。也就是說(shuō)，未來(lái)Wi-Fi 7時(shí)代，天線(xiàn)的數(shù)量會(huì)有更多的增加。

新增6GHz頻譜，三頻同時(shí)工作：Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)使用了2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，升級(jí)版的Wi-Fi 6E引入了新的6GHz頻譜。Wi-Fi 7將會(huì)繼續(xù)使用2.4GHz、5GHz、和6GHz三個(gè)頻段，并且會(huì)強(qiáng)化協(xié)同使用三頻段，以獲得更大的帶寬，此外，Wi-Fi 7帶寬也會(huì)由之前的160MHz擴(kuò)增至320MHz。Wi-Fi 7 還將支持 160+160MHz、240+180MHZ 和 160+80MHz 信道以組合非連續(xù)頻譜塊，也意味著能提供更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)連接。

升級(jí)至4096-QAM：在無(wú)線(xiàn)技術(shù)中，信號(hào)調(diào)制極為重要，Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)使用的是1024-QAM調(diào)制技術(shù)，而Wi-Fi 7預(yù)計(jì)將升級(jí)調(diào)制方式，直接使用4096-QAM，這將擴(kuò)大傳輸數(shù)據(jù)容量，最終理論速度可達(dá)46.1Gbps，是目前WiFi 6網(wǎng)速9.6Gbps的4.8倍。

多AP協(xié)作優(yōu)化：Multi-AP coordination（多AP協(xié)作優(yōu)化），這點(diǎn)可能是Wi-Fi 7中的一個(gè)重點(diǎn)。關(guān)于多AP的協(xié)作問(wèn)題。目前在802.11的工作模式下，AP與AP之間實(shí)際上是沒(méi)有協(xié)作的。存在的一些廠(chǎng)家定義的協(xié)作也僅僅是優(yōu)化信道的選擇，從而避免AP間的沖突。而AP協(xié)作所帶來(lái)的最大的好處就是AP間構(gòu)成的分布式MIMO，可以由兩個(gè)不同的AP針對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供MIMO的傳輸功能，這可以大大提高空間復(fù)用的工作效率。

更低的延遲：通過(guò)引入多鏈路操作（MLO）、多AP協(xié)調(diào)、320MHz帶寬通道等技術(shù)，可以大大降低Wi-Fi 7的延遲，并提高可靠性。其中，多鏈路操作 (MLO) 使設(shè)備能夠同時(shí)跨不同頻段和通道，進(jìn)行傳輸和接收。Wi-Fi 7可通過(guò)增加吞吐量來(lái)增強(qiáng)這些鏈接，吞吐量是本地網(wǎng)絡(luò) (LAN) 中設(shè)備之間的測(cè)量數(shù)據(jù)。MLO還將降低延遲，并提高可靠性。

Wi-Fi傳感功能：Wi-Fi 7與其前幾代標(biāo)準(zhǔn)很大的不同，將會(huì)是Wi-Fi傳感功能的引入。據(jù)悉通過(guò)Wi-Fi 7，可以在沒(méi)有任何傳感器的情況下，檢測(cè)人們?cè)诓煌块g移動(dòng)的情況，該項(xiàng)技術(shù)還足夠靈敏，甚至可以檢測(cè)到用戶(hù)的呼吸頻率，“因?yàn)楫?dāng)他們呼吸時(shí)，會(huì)改變射頻特性和信道特性。”

編輯：黃飛

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