RF/无线
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:
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。
与 Wi-Fi 6/6E 支持 8x8 MIMO 相比,Wi-Fi 7 可支持高达 16x16 MIMO。
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)
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?
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:
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:
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。
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。
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:
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。
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。
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。
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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审核编辑:汤梓红
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