WiFi 7离我们还有多远？

WiFi 7离我们有多远？

最大带宽30Gbps、支持16条空间流、时延低于5ms 的性能指标是 WiFi7技术工作组定义的工作目标。

在过去一年多时间里，从芯片厂商到终端设备厂商，WiFi 7产品陆续面世，新一代标准似乎已近在咫尺。

芯片公司是第一波布局 WiFi7的企业，在 MWC 2022上，高通公司宣布推出全球首个 WiFi7解决方案，FastConnect 7800基于高频多连接并发技术，FastConnect 7800支持所有多连接模式，用户可通过使用6GHz 频段中的320MHz 信道，或全球范围可用的5GHz 频段中的240MHz 信道。

而博通公司发布了 WiFi 7″生态系统”，包括几款不同芯片（BCM67263、BCM6726、BCM43740、BCM43720和 BCM4398），面向家用和企业级市场。

除此之外，联发科在1 月份对其 WiFi7技术进行了现场演示。

MaxLinear 是一家芯片制造商，于2020年收购了英特尔的家庭网关平台部门，从此进入 Wi-Fi”游戏”，其路线图上标有 Wi-Fi 7。

据 MaxLinear 宽带部副总裁兼总经理 Will Torgerson 称，Wi-Fi 7产品正在开发中，该公司希望尽快准备好芯片以参与 Wi-Fi 7测试台，Wi-Fi 联盟预计将在今年夏天开始进行该测试。

而在终端设备领域，英特尔于今年9 月宣布，联手博通实现了重要的 WiFi 7行业里程碑，”随着世界上第一个跨供应商 Wi-Fi 7演示，无线未来已经到来”。

此外，TP-Link、新华三等终端路由器厂商都宣布推出 WiFi 7路由产品，只不过需要注意的是以 TPlink 的两款旗舰”Archer BE900″与 “Deco BE95″为例，它们一个号称无线总带宽24000Mbps、另一个更是标称33000Mbps —，乍看之下都比 WiFi6时代的 AX11000很是高了不少，但在 MIMO 多入多出设计上离”满血版”WiFi 7还有一段距离。

这样的做法同当年 WiFi 6落地有些类似，不过可预见的是”残血”与 “满血”路由又将成为 WiFi 7时代的争议……

WiFi 7同 WiFi 6的差别在哪里？

WiFi 7在 WiFi 6标准的基础上，引入了许多新的技术，主要体现在：

支持最大320MHz 带宽：2.4GHz 和5GHz 频段免授权频谱有限且拥挤，现有 Wi-Fi 在运行 VR/AR 等新兴应用时，不可避免地会遇到 QoS 低的问题。为了实现最大吞吐量不低于30Gbps 的目标，WiFi 7将继续引入6GHz 频段，并增加新的带宽模式，包括连续240MHz，非连续160+80MHz，连续320 MHz 和非连续160+160MHz。

支持 Multi-RU 机制：在 WiFi 6中，每个用户只能在分配到的特定 RU 上发送或接收帧，大大限制了频谱资源调度的灵活性。为解决该问题，进一步提升频谱效率，WiFi 7中定义了允许将多个 RU 分配给单用户的机制。

当然，为了平衡实现的复杂度和频谱的利用率，协议中对 RU 的组合做了一定的限制，即：小规格 RU（小于242-Tone 的 RU）只能与小规格 RU 合并，大规格 RU（大于等于242-Tone 的 RU）只能与大规格 RU 合并，不允许小规格 RU 和大规格 RU 混合使用。

引入更高阶的4096-QAM 调制技术：WiFi 6的最高调制方式是1024-QAM，其中调制符号承载10bits。为了进一步提升速率，WiFi 7将会引入4096-QAM，使得调制符号承载12bit。在相同的编码下，WiFi 7的 4096-QAM 比 WiFi 6的 1024-QAM 可以获得20%的速率提升。

支持更多的数据流，MIMO 功能增强：在 WiFi 7中，空间流的数从 WiFi 6的 8个增加到16个，理论上可以将物理传输速率提升两倍以上。支持更多的数据流也将会带来更强大的特性——分布式 MIMO，意为16条数据流可以不由一个接入点提供，而是由多个接入点同时提供，这意味着多个 AP 之间需要相互协同进行工作。

WiFi 7能带来哪些体验上的改变？

在过去几年中， WiFi 在不断提升、适应和演进，速率提高、性能优化，使用场景也在不断扩大。对于无线连接的需求，一方面向高带宽、低时延演进，另一方面也需要降低干扰、有更好的稳定性。

WiFi6得到规模应用后，用户对无线网络性能的要求进一步在提升，WiFi7的时代即将到来。基于在时延、速度和容量等方面的优化组合，WiFi7将成为扩展现实（XR）、元宇宙、社交游戏和边缘计算等最前沿应用场景的核心。

WiFi7能实现更快的连接。WiFi 的可用频谱在增加，而且频谱带宽也在扩大。目前，在5GHz、6GHz 频谱中，已经涵盖了160MHz 带宽的特性。随着 WiFi7的引入，增加了对240MHz 甚至是320MHz 带宽的支持。而且先进的4K QAM 调制解调技术，可以在有限的带宽中尽可能提供更高的吞吐量。

WiFi7一大技术特点是启用了多连接技术，可以使所有数据同时或者交替进行传输。在5GHz、6GHz 频谱叠加使用的场景下，手机和路由器所在的系统能得到更高的吞吐量，当然系统也可以选择性地进行连接。

WiFi7还具备自适应连接的能力。例如”前导码打孔（Preamble Puncturing）”的创新性解决方案，支持 AP 接入点在不受上述干扰影响的同时，可以使用连续信道。

WiFi 标准演进史

在过去的20年间，WiFi 已经逐渐成为人们最常用的无线连接技术。从常见的桌面终端、移动终端、家具电器到汽车，随处可见 WiFi 的身影，WiFi 为数十亿的设备提供接入互联网的服务。

第一代 WiFi 标准规范出现在上世纪90年代，IEEE 专门成立了802.11小组来负责 WLAN 协议的制定与发展。IEEE 在1997年 6月推出了第一代802.11协议，第一代无线局域网标准（WLAN）定义物理层运行在 2.4GHz，数据最大传输速率为2 Mbps。

第二代 WiFi 标准规范802.11a 发布在1999年，IEEE 工作小组将该协议定义在5GHz，数据最大传输速率达到了54 Mbps。同年，IEEE 工作小组推出了定义在2.4 GHz，最高传输速率为11 Mbps 的802.11b 标准。在这一年，Wi-Fi 联盟也正式成立。而在 WiFi 芯片上，最早基于 802.11a 协议推出 WiFi 芯片的三家公司是思科、Intersil（2016年 被瑞萨收购）和 Atheros（2011年被高通收购）。

第三代 WiFi 标准规范802.11g 发布在2003年，IEEE 工作小组使用了802.11a 协议中的 OFDM 技术，在规格上综合了802.11b 的2.4GHz 频段和802.11a 的最高54 Mbps 的传输速率产生了802.11g 协议。同时，从第三代 WiFi 标准开始，新标准都会向前兼容旧的版本。芯片厂商从当年7 月开始逐步推出符合新协议的 WiFi 芯片，当时的主要芯片厂商有博通、德州仪器、Agere 和 Intersi，而博通则是当时802.11g 协议下的主要供应商。

第四代 WiFi 标准规范802.11n（WiFi4）发布在2009年，随着互联网的发展、流媒体的出现，终端设备对无线连接技术的速率和稳定性提出了更高的要求。第四代标准中，IEEE 工作小组引入了 MIMO、波速成形、双倍带宽（40MHz）等新概念。MIMO 和双倍带宽提高了最大传输速率，而波速成形增加了最大传输距离。802.11n 工作在2.4 GHz 频段上，使用40Mhz 带宽和4*4 MIMO 时，最大传输速率可达600 Mbps。WiFi4芯片广泛应用在物联网市场上，例如智能家居或者白电等产品上。WiFi 4芯片可分为传统路由芯片，搭配 MCU 使用的芯片以及 SoC 芯片。

第五代 WiFi 标准规范802.11ac（WiFi5）发布在2013年，IEEE 工作小组再次扩展了射频带宽（提升到160MHz，但芯片厂商只实现了80MHz 频宽），引入了更高阶的调制技术（256-QAM），传输速率最高可搞达1.73 Gbps。但是 WiFi5仅运行在5Ghz 频段上，并不支持2.4GHz 频段。早在2012年 1月，博通在台北发布了第五代 WiFi 芯片，并取得 LG、华硕、华为、中兴、友讯、微软等14家设备厂商的支持。在2015年，IEEE 发布了802.11ac 的 wave2阶段，主要通过 MU-MIMO 技术提高了多用户数据并发处理能力和网络资源利用率。

第六代 WiFi 标准规范802.11ax（WiFi6）发布在2015年。随着移动互联网带来的移动终端数量激增，以及物联网更广泛地出现在家庭生活中，单个 Wi-Fi 网络中的接入设备数量越来越多。如何同时接入更多设备，并保证不同接入设备的使用体验，成为了摆在 IEEE 面前的新挑战。WiFi6同时支持2.4 GHz 和5 GHz 双频段，设计的初衷就是为了解决越来越多的终端接入网络导致效率降低的问题。WiFi6具有高速度、低延时、低功耗三大特点。编码方式升级到1024-QAM 带来了高速度。WiFi6中 OFDMA 技术的应用，允许所有用户同时传输数据，降低延时。

而在 OFDM 系统中，一旦有大量用户同时进行数据请求时，就会造成网络堵塞的情况。同时 WiFi6中新加入的上行 MU-MIMO，提高了设备向路由器传输数据时的网络资源利用率。WiFi6中新引入的 TWT 技术，可根据设备的情况自动调节发送或者接收数据的时间，同时可以增加设备睡眠时间，从而降低功耗。WiFi 6芯片被广泛用于手机 WiFi、无线路由器、物联网与智能家居以及 AR/VR 市场中。

根据 Strategy Analytics 的报告显示，2021年高通、博通和联发科已经成为了前三大 WiFi 芯片厂商。国内厂商方面，博通集成已推出全球首款 WiFi 6物联网芯片 BK7236。乐鑫科技推出了结合 WiFi 6与 Bluetooth 5( LE )的 32位 RISC-V SoC 芯片 ESP32-C6。

国际 WiFi 联盟宣布于2021年 1月起开始提供 WiFi 6E 的认证。WiFi 6E 带来的主要升级集中在新增了6 GHz 的频段，更多的信道和频谱资源将有助缓解信道拥堵的问题，改善高并发条件下的使用体验。

第七代 WiFi 标准规范802.11be（WiFi7）于2022年底发布，新标准在第六代的基础上进一步拓展了带宽（可高达320 MHz），使用更新的4096-QAM 调制技术来提高速率，还创新的采用了 Multi-RU、 Multi-Link 和增强 MU-MIMO 等新技术。

WiFi 7的到来，将满足使用者对于高清4K/8K 视频，VR/AR、低延时游戏以及远程协同办公的需求。高通在 MWC2022上首次推出了 WiFi 7解决方案 FastConnect 7800，芯片设计最大传输速率可达5.8 Gbps，高通预计将于2022年下半年开始商用。

总的来说，虽然 WiFi7目前有很多特性由于频谱审批、终端设备支持等原因，在相当时间内，实用性较低。但它代表的大带宽、低延迟和高均衡、高协作性，仍然值得我们期待。