Wi-Fi|7大技术创新 一文看懂WiFi 7

2020 年 9 月,我们庆祝 IEEE 802.11 项目成立 30 周年,该项目改变了我们的连接习惯 。
如今,由一系列 IEEE 802.11 标准定义的 Wi-Fi 是最流行的数据传输无线技术 。
Wi-Fi 传输超过一半的用户流量 。虽然蜂窝技术每十年进行一次品牌重塑,例如从 4G 切换到 5G,但对于 Wi-Fi 用户而言,提高数据速率以及引入新服务和新功能的转变几乎是无形的 。
只有少数客户关心消费电子产品包装盒上“802.11”后面的字母“n”、“ac” 或“ax” 。但这并不意味着 Wi-Fi 不进化 。
这种演变的见证之一是标称数据速率的急剧增加:从1997年速度为2 Mbps 的IEEE 802.11进化到在最新的802.11ax中几乎达到 10 Gbps的速度,这个标准也称为 Wi-Fi 6 。
现代 Wi-Fi 实现了这样的性能增益,这要归功于更快的调制和编码方案 (MCS)、更宽的信道以及采用多输入多输出 (MIMO) 技术 。
除了高速率无线局域网的主赛道外,Wi-Fi演进还包括几个小众项目 。例如,Wi-Fi HaLow (802.11ah) 将 Wi-Fi 带入了无线物联网市场 。
毫米波 Wi-Fi (802.11ad/ay) 以非常低的范围为代价支持高达 275 Gbps 的标称数据速率 。
与 8K 视频、虚拟现实、增强现实、游戏、远程办公和云计算相关的新应用和新服务,以及支持无线网络大流量用户的需求,推动了通信转发到极高吞吐量 (EHT) 的无线网络 。
2019 年 5 月, Task Group BE (TGbe) 开始着手对 Wi-Fi 标准进行新的修订,将 ≤ 7 GHz 信道中的标称吞吐量提高到超过 40 Gbps,并为实时应用程序提供支持 (RTA) 。
除了提高数据速率和减少延迟外,这些功能还重新考虑了 Wi-Fi 操作的重要概念,例如前向兼容物理层 (PHY)、可扩展探测、多接入点 (Multi-AP) 合作,这将 为 Wi-Fi 的进一步发展奠定基础 。
在本文中,我们将给大家科普一下,WiFi 7是什么?
WiFi的沿革
在第一个 Wi-Fi 标准长达七年的开发过程结束时,很明显其 2 Mbps 的最大标称数据速率太小,无法取代 100 Mbps 以太网 。
这就是为什么很快,社区就开发了一系列标准修正案,即 802.11a/b/g,通过在 2.4GHz 和 5 GHz 频段中使用新的 MCS,将数据速率提高到 54 Mbps 。802.11a 引入了信道带宽为 20 MHz、64 个tones、符号长度为 3.2 ?s 加上 0.8 ?s 的保护间隔的正交频分复用 (OFDM),形成了以下 Wi-Fi 版本的框架 。
Wi-Fi 4 (802.11n) 通过利用多种技术进一步提高数据速率(高达 600 Mbps) 。首先,它引入了比之前的 3/4 更高的 5/6 编码率,并可选择将 OFDM 符号之间的保护间隔从 0.8 ?s 减少到 0.4 ?s 。
其次,它将信道宽度加倍至 40 MHz 。第三,它引入了 MIMO 技术,这是 802.11n 最重要的突破 。
借助 802.11n,一对设备可以使用多根天线在它们之间同时传输多达四个空间流 (SS) 。如果没有新的 MAC 功能,PHY 的高标称数据速率将不会为最终用户带来好处 。
最重要的 MAC 特性是两种聚合方法,即聚合 MAC 服务数据单元 (A-MSDU) 和聚合 MAC 协议数据单元 (A-MPDU),它们显著减少了由报头(headers)和帧间空间(inter-frame spaces)引起的开销 . A-MSDU 将多个聚合数据包附加到一个 MAC  header 和checksum 。A-MPDU 为每个聚合数据包分配一个 MAC header 和frame checksum 。
因此,A-MPDU 通过允许在短噪声突发的情况下解码至少一些数据包来提高传输可靠性,但代价是略微增加了开销 。
下一个 10 倍的数据速率增长是通过 802.11ac 修正案 (Wi-Fi 5) 实现的 。该修正案扩展了先前版本 Wi-Fi 中使用的方法 。
因此,它将正交幅度调制 (QAM) 从 64-QAM 增加到 256-QAM,即每个符号的最大原始比特数从 6 增加到 8 。