Wi-Fi 7步步为“赢” 信通院:室内“王者”Wi-Fi 7是5G6G的有益补充原标题:Wi-Fi 7步步为“赢” 信通院:室内“王者”Wi-Fi 7是5G/6G的有益补充
随着4K/8K、VR/AR、远程医疗、工业物联网等新型应用的不断出现,家庭、企业和工业环境对Wi-Fi网络提出了更高要求。在此驱动下,行业正向Wi-Fi7加速演进,而2024年将迎来Wi-Fi7标准冻结、产品走向商用的关键一年。值此Wi-Fi7步入商用之际,通信世界全媒体特组织“Wi-Fi7步步为‘赢’”专题,以充分展示产业界在Wi-Fi7领域的探索实践,聚力点亮Wi-Fi7的高光时刻。
Wi-Fi网络已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。家庭场景中手机、平板电脑、摄像头、智能家电等终端均连接到Wi-Fi网络;商场、机场、酒店等公共场所处处可见提供定位、导航和移动支付等业务的免费Wi-Fi网络;在企业园区内,用户通过Wi-Fi网络实现移动协同办公。
目前Wi-Fi技术已经演进到第七代,即遵循IEEE 802.11be标准的Wi-Fi 7。Wi-Fi 7的设计目标是利用现有的2.4GHz、5GHz以及新增的6GHz频段,兼顾高性能和高可靠两方面特性,使得Wi-Fi速率达到30Gbit/s以上,时延降低到5ms以下。基于时延、速率和容量等方面的优势,Wi-Fi 7有望应用于扩展现实(XR)、元宇宙、社交游戏和边缘计算等高速率、超低时延应用场景。
Wi-Fi技术迭代主要是通过带宽拓展、信道编码效率提升、MIMO技术和数据链路层改进等机制提升Wi-Fi数据传输的性能。作为最新一代Wi-Fi技术,Wi-Fi 7将Wi-Fi的性能提升到新的水平。与Wi-Fi 6相比,Wi-Fi 7借助最高4096-QAM调制、最大320MHz频宽以及多链路聚合(MLO)、多射频单元(MRU)等MAC层技术,在传输速率、时延、抗干扰等方面有了明显提升(如表1所示)。
据测算,与Wi-Fi 6相比,Wi-Fi 7借助4096-QAM调制技术,吞吐量可提升20%;通过使用320MHz频宽,吞吐量提升100%;通过MLO技术,吞吐量提升100%,时延降低50%;通过MRU技术,在子信道干扰场景下吞吐量可提升50%以上;对于非等分RU,用户间分配更灵活;对于非连续RU,资源利用更充分。此外,MLO、MRU、前导打孔、多AP协同等多项MAC层核心技术,为Wi-Fi 7提供了低时延、QoS差异化承载、强抗干扰等优势特性。不过值得注意的是,Wi-Fi 7 MAC层30Gbit/s的高速率特性强依赖于4096-QAM调制、320MHz频宽和16x16MIMO三项PHY层技术,实际使用时或因无线环境条件受限而难以达到预期效果。
目前全球Wi-Fi系统主要使用2.4GHz、5GHz、6GHz三个频段,采用免许可方式管理,与其他无线接入、蓝牙、点对点或点对多点扩频通信等系统共享使用。根据IEEE 802.11be标准规定,Wi-Fi 7可同时工作在2.4GHz、5GHz和6GHz三个频段。
然而,根据2023年7月1日实施的最新版《中华人民共和国无线MHz全部或部分频段划分用于IMT系统,故我国Wi-Fi可用的无线GHz频段,具体为2400MHz—2483.5MHz、5150MHz—5350MHz(5.1GHz)和5725MHz—5850MHz(5.8GHz),总量合计为408.5MHz,最大连续频宽为200MHz,可支持最大160MHz频宽的连续信道。因此,业界把关注焦点落在非授权频段是否能扩展至5925MHz—6425MHz频段,若这一频段划分为非授权频段,则Wi-Fi在6GHz可有1个320MHz信道或者3个160MHz信道,Wi-Fi 7可发挥最大的性能优势,实现更丰富的应用场景J9九游会。若5925MHz—6425MHz频段划分为授权频段,由于没有可使用的320MHz信道,Wi-Fi 7将无法发挥其单通道速率优势。在现有频谱资源条件下,利用MLO技术实现2.4GHz频段和5GHz频段链路同时进行通信,从而获得更高的吞吐量和更低的时延,已成为我国Wi-Fi 7技术发展的必然选择。
Wi-Fi产业链上游为芯片和模组,芯片是Wi-Fi产业链的核心环节,包含了大量的核心专利,也对产业链的其他环节产生了重要影响。Wi-Fi芯片市场这个“千亿级赛道”,长期以来是
美系博通、高通、英特尔与中国联发科、瑞昱等顶尖芯片设计公司之间的竞争,占据市场九成以上份额。此外,我国的华为海思、紫光展锐、乐鑫科技等也研发Wi-Fi芯片,但市场规模占比不高。从2022年开始,芯片头部企业争相发布Wi-Fi 7芯片。2022年初,高通推出全球首个Wi-Fi 7商用解决方案FastConnect 7800,在6GHz频段320MHz频宽下,Wi-Fi 7峰值传输速率可达5.8Gbit/s;若把5GHz频段的160MHz、80MHz利用MLO技术聚合成240MHz频宽,则传输速率可达4.3Gbit/s。2022年12月,高通又推出了高性能家庭联网解决方案——“高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台”,最高传输速率达20Gbit/s,全新平台采用模块化芯片架构,带来下一代多连接网状网络功能,可满足更多用户设备、更高速率连接、更广覆盖范围的需求。
博通于2023年4月发布第一代Wi-Fi 7 SoC BCM4916芯片,支持320MHz频宽,最高传输速率为11.5Gbit/s。博通第二代Wi-Fi 7平台于2023年6月推出,集成了蓝牙和Zigbee以支持物联网需求,还提供了家庭级、企业级和物联网小型终端的解决方案。在跨厂商互联方面,英特尔宣布于2022年9月联手博通完成了首次跨供应商Wi-Fi 7演示,通过一台搭载酷睿处理器的笔记本电脑,使用Wi-Fi 7无线解决方案,连接到博通的Wi-Fi 7无线接入点,演示速度超过了5Gbit/s。
虽然目前Wi-Fi 7的发展仍处于起步阶段,但随着应用的不断创新、产业生态的不断成熟以及消费者需求的不断增长,未来Wi-Fi 7必将成为无线通信的重要组成部分。面对Wi-Fi 7产业新“蓝海”,网络设备厂商紧跟芯片厂商步伐竞相发布Wi-Fi 7无线路由器产品。中兴通讯在2022年召开的MWC上率先推出全球首款Wi-Fi 7标准的5G CPE产品,最高峰值速率达10Gbit/s。
在终端产品方面,各大品牌终端产品从2023年开始宣布支持Wi-Fi 7。在手机产品方面,2023年2月发布的OnePlus 11智能手机、2023年4月发布的华硕ROG Phone 7游戏智能手机,均使用高通的第二代骁龙8移动平台,启用了Wi-Fi 7功能。同时,谷歌Pixel 8/Pixel 8 Pro、小米13系列、红米K60、iQOO11S系列和vivo X90s等新款旗舰手机也均支持Wi-Fi 7。在PC产品方面,英特尔于2023年9月推出了用于台式机和笔记本电脑主板的BE202和BE200无线适配器;微星推出全球首款搭载高通Wi-Fi 7无线网卡Fast Connect 7800的笔记本电脑雷影17;联想推出Legion Slim 7 Gen8笔记本电脑,使用了联发科Filogic 380 Wi-Fi 7网卡。
Wi-Fi 7和5G/6G在技术上都以支持更大带宽、更多接入终端、更低时延为目标,但两种技术锚定的应用场景以及用户通信需求存在明显差异,
Wi-Fi 7更适用于室内场景,可与5G/6G通信形成完美互补。Wi-Fi 7主内,主要是局域网应用。Wi-Fi 7网络信号覆盖距离短、衰减快,主要目标是提供室内区域的末端无线宽带接入,适合
家庭、办公室、商场等室内大容量高并发场景,具有终端兼容性高、流量费用低、部署维护成本低等优势。5G/6G主外,主要是广域网应用。5G/6G具有室外连续广覆盖的特点,可提供移动场景下高速率、高可靠、低时延的无线宽带接入。在网络整体覆盖范围内,用户可以自由移动且业务服务不间断。同时,5G/6G可通过定义QoS策略为端到端用户(或业务)提供带宽、时延、抖动等网络质量保障,通过分级的方式满足不同用户(或业务)的需求,更适合工业互联网、车联网、无人驾驶等高QoS需求的场景。