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Wi-Fi 7 很强,但为什么手机厂商不敢大力宣传?

2023-08-28    科技狐
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小伙伴们知道哪些手机支持 Wi-Fi 7 协议吗?

不关注手机发布会的小伙伴可能还不清楚,毕竟像小米 13 系列、荣耀 Magic5 系列等热门机型,虽然手机支持 Wi-Fi 7 协议,但宣传不多,连产品的详情页里都没提及。

*一加 Ace 2 Pro 宣传图

其实,目前判断一台手机是否支持 Wi-Fi 7 协议很简单,如果手机 SoC 是高通骁龙 8 Gen2 或联发科天玑 9200 以上,则是支持 Wi-Fi 7 协议的,不过可能需要 OTA 升级系统版本。

老狐记得,之前手机刚支持 Wi-Fi 6 协议的时候,各家手机厂商还卖力宣传,而如今轮到了 Wi-Fi 7,却遇冷了。

一方面是现在手机技术卖点太多,Wi-Fi 的技术升级已经是“牛夫人”了。

另一个原因,则可能是 Wi-Fi 7 的落地问题,今年 6 月初,工信部才征求 Wi-Fi 7 设备核准意见,到 7 月 1 日结束。

也就是说国内 Wi-Fi 7 设备核准意见的征求才结束不到两个月,还没有进入落地执行的阶段。

像小米的万兆路由器虽然硬件上为 Wi-Fi 7 预留了空间,但也在观望政策,后续才能通过更新支持。

虽然 Wi-Fi 7 还没普及,但给小伙伴们介绍一下 Wi-Fi 7 的相关知识,却刚好是时候。

当然,如果你对技术不感兴趣,可以直接拉倒文末,看结论。

Wi-Fi 7 的技术提升

Wi-Fi 7,即第 7 代 Wi-Fi 网络技术,技术标准就是前面提到的“IEEE 802.11be”,在 Wi-Fi 联盟的官网,显示标准“IEEE 802.11be”正在完善中。

由于 VR、元宇宙、远程办公、4K 视频等应用的发展,对网络要求进一步提高,Wi-Fi 6 已经无法满足这些应用对数据传输速度和网络延迟的要求,因此,IEEE 和 Wi-Fi 联盟快速地推动 Wi-Fi 7 的发展。

下图是 Wi-Fi 7 和 Wi-Fi 6 的技术标准对比。

相比于 Wi-Fi 6,Wi-Fi 7 最高传输速度可以达到 46Gbps(国内 30Gbps),接近 Wi-Fi 6 的五倍。

Wi-Fi 7 将支持更多的频段,包括 2.4GHz、5GHz、6GHz,在此之前,Wi-Fi 6 支持 2.4GHz 和 5GHz 两个频段,Wi-Fi 6E 只支持 6GHz 频段(Wi-Fi 设备向下兼容)。

不过,因为不同地区频段分配的问题,Wi-Fi 7 支持的 6GHz 频段国内外会有所不同。

如美国、韩国和巴西将整个 6GHz 频段(5.925 - 7.125GHz)分给了 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7。

而部分国家则是将 6GHz 低频段(5.925 - 6.425GHz)划分给 Wi-Fi 使用,剩余频段(6.425 - 7.125GHz)划分给了 IMT(国际移动通信,含 5G/6G 系统),如欧盟内部、日本和澳大利亚等多个国家。

而我国考虑未来 5G 和 6G 的发展,已将 6.425 - 7.125GHz 频段划分给 IMT,因此,这个频段不会用于 Wi-Fi,而 6GHz 低频段(5.925 - 6.425GHz)也没有划分给 Wi-Fi,暂时保留,为后续发展留下空间。

也就是说,国内的 Wi-Fi 7 最终可能不支持 6G 频段,在工信部才征求 Wi-Fi 7 设备核准意见中给出的频段可以证实这一点。

由于 6GHz 频段的缺失,没有足够的频谱带宽资源容纳 320MHz 信道,因此,国内的Wi-Fi 7 只能支持 240MHz 信道,最高传输速度也限制在 30Gbps,理论上可以满足元宇宙、VR、远程办公、4K 视频等应用的需要。

信道为什么这么重要?

在无线传输中,基础信道是 20MHz,如果将无线传输比喻成货运,那么 20MHz 是基础的单车道,为了提升货运速度,于是把两个相邻的 20MHz 合并,双车道,也就是 40MHz 信道,以此类推,有了 80MHz 信道和 160MHz 信道。

更宽的信道可以获得更高的信息传输能力。

以上图为例,2.4GHz 频段只有连续 3 个非重叠 20MHz 信道,其中两个连续非重叠 20MHz 信道可以绑定 40MHz 信道(通常不建议在 2.4GHz 频段这么做)。

5GHz 频段最高有 13 个连续非重叠 20MHz 信道,在 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 标准下,最高支持 160MHz 信道。

6GHz 的频谱带宽资源丰富,因此,可支持 320MHz 信道,甚至以美国 6G 频谱划分的情况,有 1200MHz 的频谱带宽资源。

调制方式,Wi-Fi 7 也有了提升,支持 4096QAM,这意味着每个调制符号支持的信息由之前 1024QAM 调制下的 10bit 增加到 12bit,传递的信息量更多。

此外,Wi-Fi 7 空间流的数量也从 Wi-Fi 6 的 8 条扩展到 16 条,这意味着一个 AP 端可以同时对 16 个接收端传输数据(一个 STA 端可以有多个接收端)。空间流传输速度提升了 2 倍。

以上是 Wi-Fi 7 在 Wi-Fi 6 基础上的技术升级,在 Wi-Fi 7 上还有三个新的的技术亮点,以实现设备在 Wi-Fi 7 协议下更快更稳定地传输数据。

多链路传输技术(MLO)

在之前的 Wi-Fi 6 设备上,虽然提供 2.4GHz 和 5GHz 两个频段,但设备在传输数据时只能在一个频段上进行传输,如果条件发生变化,则跳转至另一个频段进行传输,其过程如下图左边。

而 Wi-Fi 7 的多链路传输,可以如上图右边所示,同时在两个频段传输数据,而且传输的模式分为两种。

一种是多发单收,即 AP 端多个频段(2.4GHz、5GHz、6GHz)同时发送一个相同的数据给接收端,系统自动选择最快速的频段的数据,如果频段受到干扰,系统则接受其他频段的数据。

*图源@迅捷网络 视频

这种方式可以提升数据传输的稳定性。

另一种模式是多发多收,即把一份数据拆成三份,通过三个频段同时发送,接收端收到后将数据组合。

*图源@迅捷网络 视频

多发多收模式可以提升数据传输的速度。

多资源单元(MRU)

在 Wi-Fi 5 上,每个信道在单位时间内只能给一个接收端发送信息,为了提升利用率,在 Wi-Fi 6 上,引入资源单元(RU:Resource Unit)的概念。

*Wi-Fi 5 上的 OFDM 和 Wi-Fi 6 上的 OFMDA

通过正交频分多址(OFDMA)技术,20MHz 信道可分为 256 个子载波,其中有效子载波为 242 个,Wi-Fi 联盟规定最小资源单元为 26 个子载波,因此,一个信道内的不同 RU 的有效子载波可以是 26 个(26-tone RU)、52 个(52-tone RU)、106 个(106-tone RU)和 242 个(242-tone RU)。

*OFDM 技术示意图,OFDMA 技术建立在此基础之上

在 Wi-Fi 6 标准中,Wi-Fi 联盟规定了一个 RU 的子载波数量,主要有:26-tone RU,52-tone RU,106-tone RU,242-tone RU,484-tone RU、996-tone RU、1992-tone RU,一个用户只能对应一个 RU。

在 Wi-Fi 7 中,支持多资源单元(MRU:Multi-RU),即一个用户可以对应多个 RU 的组合,如 26-tone RU 和 52-tone RU 的组合,或 484-tone RU 和 996-tone RU 的组合。

例如 20MHz 内同时有三名用户使用,一名用户分配到 106-tone RU,另外两名用户分别分配到 52-tone RU,剩余的 26-tone RU 可以再分配给前者,使其可以接收两个 RU,达到 106-tone RU +26-tone RU,提升了资源利用率,提高了信息传输速度。

*不同频段的 RU 划分

但不是任意 RU 都能组合,Wi-Fi 7 协议中把 RU 分为两类:

小部 RU:26-tone RU,52-tone RU,106-tone RU;

大部 RU:242-tone RU,484-tone RU、996-tone RU、1992-tone RU。

Wi-Fi 联盟规定只有同部 RU 才能组合,小部 RU 和小部 RU 组合,大部 RU 和大部 RU 组合,例如 1992-tone RU 和 996-tone RU 组合,即相当于 160MHz 信道和 80Mhz 信道组合。

前导码打孔(Puncturing)

前导码打孔技术的目的与多资源单元一样,都是为了提升信道的利用率,只不过前导码打孔更多是在被干扰情况下恢复信道利用的使用。

在前文信道部分曾提到,基础信道是 20MHz,通过信道捆绑,可以组成40MHz 信道、80MHz 信道、160MHz 信道,但捆绑时有主信道和辅信道之分,其分配原理如下:

主信道 20MHz 和 20MHz 组合:20MHz(主)+ 20MHz(辅);

组合成主信道 40MHz 再组合:40MHz(主)+ 40MHz(辅);

组合成主信道 80MHz 再组合:80MHz(主)+ 80MHz(辅)。

在 Wi-Fi 7 之前,组合中辅信道一旦受到干扰,则无法组合成更宽的主信道,例如 20MHz 辅助信道受到干扰,无法与 20MHz 主信道组合,则剩余 40MHz 辅信道和 80MHz 辅信道都无法使用,造成信道资源浪费。

而前导码打孔解决了这个问题,可以将受干扰的 20MHz 辅信道屏蔽,不影响主信道组成更宽的信道,20MHz 主信道依然可以跟 40MHz 辅信道组成 60MHz 信道,然后跟 80MHz 辅信道组成 140MHz 信道。

前导码打孔极大提升了信息传输的抗干扰能力,即使在干扰环境下依然可以快速地传输信息。

最后

以上就是关于 Wi-Fi 7 的相关技术,多个技术的升级,使其更快,延迟更低,更稳定。

根据之前华为用小米 13 Pro 的测试(嗯,是不是感到不可思议?但确实发生了……),支持 Wi-Fi 7 通信协议标准的小米 13 Pro 在 Wi-Fi 7 环境下传输速度达到 4.3Gbps,是 Wi-Fi 6 环境下的 2 倍;同时延迟在 4ms 以内,而 Wi-Fi 6 环境下延迟在 10ms 左右。

工信部出于移动通信发展策略考虑,将 6G 频段的高频段分配给 IMT,6G 低频段暂时不作分配,因此,国内 Wi-Fi 7 暂时无 6G 频段可用,在性能上有所阉割,前景还不明朗。

也正是因为如此,手机厂商和路由器厂商保留了 Wi-Fi 7 的升级空间,却不愿意过多宣传,毕竟宣传的功能与后续标准有所出入,就成了虚假宣传。

但国内 Wi-Fi 7 标准即将落地,离我们使用也不远了。

参考资料:

锐捷网络:Wi-Fi 7 与 Wi-Fi 6 区别一文读懂

ElecDeveloper:你好 Wi-Fi 6

IT 之家:Wi-Fi 7 国内标准即将落地!工信部征求设备核准意见,实测网速达 4.3Gbps

物联网智库:定了!工信部划分 6GHz 频谱,Wi-Fi 7 还有机会吗?

Intel:wifi7,The Next Era In Wireless

Electronicsnotes:Understanding IEEE 802.11be Wi-Fi 7

IEEE:What Is Wi-Fi 7?

编辑:木易

关键词: Wi-Fi 7      点击(11)
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