WiFi 6还没用上，WiFi 7已在路上了…

(文/程文智)2019年第三季度开始，主流厂商陆续进入WiFi 6市场，去年开年碰上了新冠疫情，下半年行情回暖，却又遇到全球芯片大缺货，可以说WiFi 6市场发展颇受波折。尽管如此，由于WiFi 6具有其划时代的产品特质，比如高速率、智能化、高并发等，在如今大数据、人工智能、物联网等新应用场景中受到青睐。
 
据IDC在3月份发布的《中国WLAN市场季度跟踪报告，2020年第四季度》报告显示，2020年，WLAN市场总体规模达到8.7亿美元，其中WiFi 6在2020年表现不错，规模达到了2.7亿美元，占总体WLAN市场31.2%。
 
虽然看起来，WiFi 6的普及速度还不错，但相信还有很多人都还没用上WiFi 6的设备，因为不少人要么没支持WiFi 6的智能终端，要么缺少WiFi 6路由器。

图：WiFi命名规则。（来源：WiFi联盟）

 
即便是这样，下一代WiFi技术已经开始研发了，速度可达30Gbps。据了解，高通、博通和联发科技都已经开始了WiFi 7相关技术的开发。不过，WiFi 7应该没有那么快投入使用，高通预计，该技术的推出还需要至少2~3年的时间。

 
根据此前，英特尔发布的一份报告显示，WiFi 7标准工作组在2018年就已经成立，2019年5月份开始指标、框架工作文档的构建。按照规划应该会在今年5月份完成第一版草稿，不过，到目前为止，<电子发烧友网>在WiFi联盟官网和IEEE的官网上都未找到新的草稿内容，估计应该是延迟推出了。
 
按照原来的规划时间线，2021年将会推出测试版芯片，2024年正式推出WiFi 7标准。它主要的应用场景将会是AR/VR、4K和8K视频流媒体、远程办公、云计算，以及视频通话和远程会议等。

WiFi 7的新特性

根据WiFi联盟的定义，WiFi 7其实指的是802.11be，该标准基于802.11ax标准开发。与802.11ax比较，802.11be将会有以下改进：
MIMO增强；速度可达30Gbps；可三频同时工作；更高的调制；更低的延迟等。
 
MIMO增强
相比WiFi 6的8个数据流同时工作的多用户多输出 (MU-MIMO)，WiFi 7将升级至支持最高（Tx：16、Rx：16）数据流，可大幅提升无线频宽和客户端支持数据，同时引入了更加先进的CMU-MIMO。其中，C代表Coordinated（协同），意为16条数据流可以不由一个接入点提供，而是可由多部无线路由器同时提供，这正好用于近年普及的Mesh WiFi网络，让终端同时连接多部Mesh无线路由器。
 
也就是说，未来WiFi 7时代，天线的数量会有更多的增加。

 

图：WiFi 7会用到的技术概览。（来源：IEEE 802.11be – Wi-Fi 7: New Challenges and Opportunities）

 
新增6GHz频谱，三频同时工作
WiFi 6标准使用了2.4GHz和5GHz两个频段，不久前升级版的WiFi 6E引入了新的6GHz频谱。WiFi 7将会继续使用2.4GHz、5GHz、和6GHz三个频段，并且会强化协同使用三频段，以获得更大的带宽，此外，WiFi 7带宽也会由之前的160MHz扩增至320MHz。
 
Wi-Fi 7 还将支持 160+160MHz、240+180MHZ 和 160+80MHz 信道以组合非连续频谱块，也意味着能提供更高质量的网络连接。

 

图：WiFi 7的带宽扩增至320MHz。（来源：英特尔）

 
升级至4096-QAM
在无线技术中，信号调制极为重要，WiFi 6标准使用的是1024-QAM调制技术，而WiFi 7预计将升级调制方式，直接使用4096-QAM，这将扩大传输数据容量，最终理论速度可达46.1Gbps，是目前WiFi 6网速9.6Gbps的4.8倍。

 
多AP协作优化
Multi-AP coordination（多AP协作优化），这点可能是Wi-Fi 7中的一个重点。关于多AP的协作问题。目前在802.11的工作模式下，AP与AP之间实际上是没有协作的。存在的一些厂家定义的协作也仅仅是优化信道的选择，从而避免AP间的冲突。
 
而AP协作所带来的最大的好处就是AP间构成的分布式MIMO，可以由两个不同的AP针对于一个节点提供MIMO的传输功能，这可以大大提高空间复用的工作效率。

图：多AP协作特性。（来源：英特尔）

 
不过该技术下，AP与AP间的协作沟通通道是一个需要谨慎设计的内容，目前AP协作的方式都是通过CAPWAP隧道，有线连接到WLC，进一步协作的。然而这种方式需要AP间都有线连接到一个公共的控制器，然而，如果这样做，那么WiFi 7的使用需要换多台WiFi 7路由才可以生效。所以能不能通过无线手段来做AP间沟通，进而协作产生分布式MIMO，是WiFi 7中需要重点设计的内容。
 
更低的延迟
通过引入多链路操作（MLO）、多AP协调、320MHz带宽通道等技术，可以大大降低WiFi 7的延迟，并提高可靠性。
 
其中，多链路操作 (MLO) 使设备能够同时跨不同频段和通道，进行传输和接收。WiFi 7可通过增加吞吐量来增强这些链接，吞吐量是本地网络 (LAN) 中设备之间的测量数据。MLO还将降低延迟，并提高可靠性。

 
WiFi传感功能
WiFi 7与其前几代标准很大的不同，将会是WiFi传感功能的引入。据悉通过WiFi 7，可以在没有任何传感器的情况下，检测人们在不同房间移动的情况。
 
据IEEE主席保罗·尼古利奇(Paul Nikolich)透露，该项技术还足够灵敏，甚至可以检测到用户的呼吸频率，“因为当他们呼吸时，会改变射频特性和信道特性。”

图：WiFi 7传感特性介绍。（来源：英特尔）

 
我们可以想象，这项技术可以用在不同的应用场景，比如企业内的安全和环境控制器、房间灯的唤醒与关闭、手势控制、婴儿或者老人的健康监控等等。如果真的加入，其想象空间将非常大。

图：WiFi传感的应用案例。（来源：英特尔）

 
举例来说，这样的系统可以用来自动开门。当你回家时，家庭互联网会检测到你的存在，并将这些数据与你戴着的设备或摄像头系统发出的信号结合起来，在你走上楼时，它就会自动打开门锁。
 
不过，这些都只是还在规划中的技术，最终是否会被采用，还需要WiFi联盟成员及IEEE的讨论和研究。此外，IEEE强调，他们会确保WiFi的新功能会受到强有力的保护，包括个人隐私，并确保复杂的Wi-Fi网络不受入侵。IEEE已经指派了专门的团队来解决新WiFi标准的隐私问题。

结语

总之，虽然WiFi 6还在普及阶段，但WiFi 7标准的相关工作已经正式开始运作，而且其功能和性能比之前都更加强大。相信今年年底之前我们就能看到具体的草案出炉，以及一些测试芯片的推出了。