關(guān)于Wi-Fi 7與Wi-Fi 6 / 6E你所需要了解的一切

Wi-Fi 6（原稱：IEEE 802.11.ax）即第六代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在2019年被Wi-Fi聯(lián)盟確定并推廣以來已經(jīng)過去了4年多，按照以往Wi-Fi聯(lián)盟以往5-6年的更新節(jié)奏來看，Wi-Fi 6也到了需要更新?lián)Q代的時刻。根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）的數(shù)據(jù)，下一代360度AR/VR應(yīng)用對無線帶寬的需求最高已經(jīng)達到200Mbps，這表明，如今的Wi-Fi速率對于新一代娛樂設(shè)備來說已經(jīng)逐漸達到瓶頸，如今又到了需要更快速率、更穩(wěn)定和更低延遲的網(wǎng)絡(luò)連接來提供更好的用戶體驗的時刻。不僅如此，英美兩國的2000位游戲玩家的調(diào)研報告也顯示，高達97%的游戲玩家曾經(jīng)遇到過延遲問題，這進一步強調(diào)了低延遲對于無線連接的重要性。

綜上種種現(xiàn)狀，Wi-Fi聯(lián)盟為了滿足更高的網(wǎng)絡(luò)連接需求，推出了新一代IEEE 802.11be標準，即Wi-Fi 7。根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟所言，Wi-Fi 7將進一步增強Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的功能和性能，包括更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲和更好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。這些改進將有助于推動AR/VR、游戲和其他高帶寬應(yīng)用的發(fā)展，并提供更好的用戶體驗。那么對于在2024年即將全面推廣的Wi-Fi 7，它對于前代標準都有哪些升級呢？本篇文章就帶各位讀者詳細梳理一下即將推出的Wi-Fi 7同Wi-Fi 6的升級與不同之處。

首先，我們先來直觀得對比一下Wi-Fi 7和Wi-Fi 6/Wi-Fi 6E之前的區(qū)別。

從上表中，我可以看出相比于Wi-Fi 6，Wi-Fi 7在傳輸速度、頻段支持和性能方面都有顯著的提升。首先，Wi-Fi 7的最高傳輸速度可以達到46Gbps（國內(nèi)30Gbps），接近Wi-Fi 6的五倍。這一顯著提升得益于Wi-Fi 7采用的新技術(shù)和更高效的信號處理算法，使其能夠更快速地傳輸大量數(shù)據(jù)。其次，Wi-Fi 7將支持更多的頻段，包括2.4GHz、5GHz和6GHz。相比之下，Wi-Fi 6只支持2.4GHz和5GHz兩個頻段，而Wi-Fi 6E只支持6GHz頻段。多頻段支持意味著Wi-Fi 7設(shè)備可以更好地適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用需求，提供更加穩(wěn)定和可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。然而，需要注意的是，因為不同地區(qū)頻段分配的問題，特別是我國沒有把6GHz頻段分配到Wi-Fi之中，Wi-Fi 7支持的6GHz頻段在國內(nèi)外可能會有所不同。

我們再來看看Wi-Fi 7是如何做到這些提升的。Wi-Fi 7對比Wi-Fi 6來說，主要有三個主要的技術(shù)提升，分別為：多鏈路傳輸技術(shù)（MLO）、多資源單元（MRU）和前導(dǎo)碼打孔（Preamble Puncturing）。下面筆者分別為各位介紹一下：

多鏈路傳輸技術(shù)（MLO）

多鏈路傳輸技術(shù)（MLO）是一種多路徑傳輸協(xié)議，允許數(shù)據(jù)通過多個路徑進行傳輸，以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率和可靠性。在MLO中，數(shù)據(jù)被分成多個數(shù)據(jù)塊，每個數(shù)據(jù)塊都沿著不同的路徑進行傳輸。接收端接收到數(shù)據(jù)塊后，會根據(jù)一定的算法將它們重新組合成完整的數(shù)據(jù)。落實到實際的使用中來講，在Wi-Fi 6時代，多數(shù)路由器會發(fā)出兩個頻段的信號，例如2.5G和5G信號，2.5G信號覆蓋范圍廣，穩(wěn)定性高，但是速率慢；而5G信號雖然速率極高，但是其覆蓋范圍往往有限，我們只能根據(jù)我們的使用環(huán)境對著兩個信號進行二選一。而到了使用了多鏈路傳輸技術(shù)的Wi-Fi 7，我們單一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以同時連接兩個Wi-Fi熱點，比如2.4G+5G，5G+5G，國外開放了6G頻段，甚至可以5G+6G。這樣做的優(yōu)勢顯而易見：由于Link1和Link2兩路鏈接的網(wǎng)速聚合，從而獲得了更高的網(wǎng)速，因此它可以允許更快的吞吐量；由于兩路信號同時連接，因此當其中一路遇到干擾時，可以動態(tài)切到另外一路更好的Wi-Fi鏈接，從而獲得更加穩(wěn)定、低延時的網(wǎng)絡(luò)連接。

也許有熟悉Wi-Fi 6的讀者會說：“Wi-Fi 6中也有MU-MIMO空間流技術(shù)的存在，也可以支持類似的多路傳輸，它們之間有什么區(qū)別呢？”

誠然，MLO技術(shù)和MU-MIMO空間流技術(shù)，都可以在一個AP和STA之間建立多條鏈路通信，同時收發(fā)信息。但是，MU-MIMO空間流技術(shù)是限于AP中同一個射頻芯片的，而全新的MLO技術(shù)是指一個AP中多個射頻芯片同時跟同一個STA建立通信鏈路。如果我們做個比喻：現(xiàn)在我們有海、陸、空三種不同的運輸方式，MU-MIMO空間流技術(shù)只能從這三種方式中，選擇一種來進行運輸，通過增加同種運輸方式的數(shù)量在提升性能，如公路，同時有16條公路可以運輸（通信），那就是MU-MIMO空間流技術(shù)；而MLO技術(shù)可以同時利用所有的媒介，海、陸、空都在運輸（通信）。

多資源單元（MRU）

在介紹多資源單元（MRU）之前，我們先來談?wù)劻硪粋€概念，這便是在通信領(lǐng)域十分重要的概念“信道”。

在無線通信中，基礎(chǔ)信道一般是 20MHz，這就如同我們城市道路中的車道一般，是通信的基礎(chǔ)。而20MHz便是最基礎(chǔ)的單車道，而如果我們拓寬道路，把相鄰的土地資源也拿來做車道，雙車道，也就是 40MHz 信道，以此類推，有了 80MHz 信道和 160MHz 信道。這樣做的好處十分明顯，更寬的信道可以獲得更高的信息傳輸能力。

在2.4GHz頻段中只有連續(xù) 3 個非重疊 20MHz 信道，其中兩個連續(xù)非重疊 20MHz 信道可以綁定 40MHz 信道（通常不建議在 2.4GHz 頻段這么做）；5GHz 頻段最高有 13 個連續(xù)非重疊 20MHz 信道，在 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 標準下，最高支持 160MHz 信道。

了解了這些信息，我們回到正題。在Wi-Fi 5的時代，每一個信道在同一時間內(nèi)，只能允許給一個接收端發(fā)送信息，為了提升利用率，在 Wi-Fi 6 上，引入資源單元（RU：ResourceUnit）的概念。Wi-Fi 6中使用了全新的正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)：多個用戶可以同時使用一個信道，而不會互相干擾。OFDMA技術(shù)將頻譜分割成多個子載波，這些子載波可以獨立地被不同的用戶使用。每個子載波可以承載不同的數(shù)據(jù)符號，從而實現(xiàn)多用戶同時傳輸數(shù)據(jù)的目的。我們以20MHz信道為例，在該頻段下，總共有256個子載波，但其中只有242個子載波是有效的。根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟的規(guī)定，最小的資源單元（RU）由26個子載波組成。這意味著在一個信道內(nèi)，可以將資源劃分為不同的RU，每個RU包含不同數(shù)量的有效子載波。

具體來說，一個RU可以包含26個（26-tone RU）、52個（52-tone RU）、106個（106-tone RU）或242個（242-tone RU）有效子載波。

在Wi-Fi 6標準中，Wi-Fi聯(lián)盟規(guī)定了一個RU的子載波數(shù)量主要有以下幾種分別為：

l 26-tone RU：一個資源單元由26個子載波組成。

l 52-tone RU：一個資源單元由52個子載波組成。

l 106-tone RU：一個資源單元由106個子載波組成。

l 242-tone RU：一個資源單元由242個子載波組成。

l 484-tone RU：一個資源單元由484個子載波組成。

l 996-tone RU：一個資源單元由996個子載波組成。

l 1992-tone RU：一個資源單元由1992個子載波組成。

此外，在Wi-Fi 6中，一個用戶只能對應(yīng)一個RU。

而在Wi-Fi 7中，引入了多資源單元（MRU）的概念，即一個用戶可以對應(yīng)多個RU的組合。例如，一個用戶可以同時使用26-tone RU和52-tone RU的組合，或者使用484-tone RU和996-tone RU的組合。這種靈活的資源分配方式使得Wi-Fi 7能夠更好地適應(yīng)不同場景下的通信需求，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率和用戶的通信體驗。

前導(dǎo)碼打孔（Preamble Puncturing）

對于前導(dǎo)碼打孔這個技術(shù)來說，并不是一個全新的技術(shù)，在Wi-Fi 6之中就已經(jīng)有所應(yīng)用，但是由于成本限制，在Wi-Fi 6標準里是可選技術(shù)，因而沒有大范圍推廣。在Wi-Fi 7中，該技術(shù)就成為了強制標準，所有滿足Wi-Fi 7標準的產(chǎn)品都將支持前導(dǎo)碼打孔。

在上文之中，我們提到，我們一般通過信道捆綁來提升速率，即：把8個20MHz的信道捆綁成一個160MHz的信道。但是落實到實際之中，基于信道的傳輸需求、優(yōu)先級控制、兼容性等等原因，信道捆綁有主信道和輔信道之分。例如一個40MHz的信道，往往是由一個20MHz的主信道和一個20MHz的輔信道組成；而一個80Mhz的信道，一般是有兩個20MHz的主信道和兩個20MHz的輔信道組成，依此類推。

根據(jù)信道捆綁的協(xié)議，信道捆綁必須遵守兩大原則：第一、只能捆綁連續(xù)的信道；第二、在捆綁信道模式下，必須在主信道干凈、無干擾的情況下，輔信道才能傳輸信息。

而在Wi-Fi 7之前往往會出現(xiàn)這樣的情況，組合中輔信道一旦受到干擾，則無法組合成更寬的主信道，例如 一個80Mhz的信道，其中的20MHz 輔助信道受到干擾，那么由它組成的40MHz主信道整體就是不干凈的信道，那么40MHz的輔信道就無法傳輸信息；再進一步，如果它們捆綁成了80MHz的主信道，那么也將失去作用。最終，一個160MHz的信道會只會因為一條20MHz信道的干擾只剩下20MHz可以正常使用，7/8信道資源都浪費了。

而前導(dǎo)碼打孔就是用來解決這個問題而誕生的。它可以主動將受干擾的 20MHz 輔信道屏蔽，不影響主信道組成更寬的信道，20MHz 主信道依然可以跟 40MHz 輔信道組成 60MHz 信道，然后跟 80MHz 輔信道組成 140MHz 信道。從而對比之前的Wi-Fi標準，極大提升了Wi-Fi 7的抗干擾能力，即使在干擾環(huán)境下依然可以快速地傳輸信息。

最后，總結(jié)一下，Wi-Fi 7對比Wi-Fi 6 / 6E來說，在最大傳輸速率方面，Wi-Fi 7有著30Gbps的速率，相比于Wi-Fi 6的9.6Gpbs有著巨大提升；在帶寬方面Wi-Fi 7最高能達到320MHz，是Wi-Fi 6最高160MHz的整整兩倍大??；在調(diào)制方式上，Wi-Fi 7的4096-QAM相比Wi-Fi 6的1024-QAM能夠適應(yīng)更強的傳輸變化。最終，疊加上Wi-Fi 7在復(fù)雜環(huán)境中更強的抗干擾能力，根據(jù)相關(guān)消息透露，Wi-Fi 7的整體速率將有機會達到Wi-Fi 6的3倍左右。