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颁布功夫:2023-06-28
凭据Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)数据,下一代360度AR/VR利用对无线带宽的需要最高已经达到200Mbps;另据来自英美2000位游戏玩家的一线调研汇报,“97%的游戏玩家已经遇到过延长问题”。从利用启程,大带宽、低时延的下一代无线网络跃然纸上。
Wi-Fi联盟在2019年推出IEEE 802.11ax尺度(Wi-Fi 6)的4年后,即将推出新一代IEEE 802.11be尺度,即Wi-Fi 7。

WIFI联盟为IEEE 802.11be尺度设定的指标重要为两个:最大吞吐量至少达到30Gbps(a maximum thoughtput of at least 30Gbps)、最差的时延和抖动水平得到提升(improved worst case latency and jitter)。这两个指标,一个提升数据传输速度;一个降低时延。
下文将分上、下两篇,别离介绍Wi-Fi 7独有的技术,其中上篇沉点介绍提升速度的技术。
Wi-Fi通讯在物理上的传输载体是电磁波D芄籛i-Fi通讯的电磁波,通常分为三个频段(band):2.4GHz频段、5GHz频段、6GHz频段。
频段进一步划分为较幼的信路(Channel)。
以2.4GHz频段为例,频率从2.401GHz到2.483GHz,被分为13个信路(2.4G频段一共14个信路,中国只盛开前13个信路)。

· 信路带宽(Bandwidth),也称频宽,信路最大频率减去最幼频率的差值,暗示这个信路覆盖频率领域。
2.4G频段中每个信路带宽是22MHz。通常说信路带宽20MHz,由于这22MHz中有2MHz是隔离带,用以区隔相邻信路,不传输数据。
· 子载波(Tone),信路进一步细分,把20MHz信路细分为256个子载波,每个子载波频宽78.125KHz。256个子载波中,有些是传输治理信息,只有234个传输数据,又被称为有效子载波。子载波是无线传输在频域上最幼单元。
· 符号(Symbol),无线传输在时域上的传输单元。
· 速度(Rate),就是单元功夫内,从AP(Access point,无线接入点)和STA(Station,无线终端)之间传输的信息量。速度通常用比特/秒(bps)为单元来计量。
编码方式是一种无线信号调造技术,以无线电波的分歧幅度、相位或频率的组合来暗示数据信息。编码方式决定了在一个符号(Symbol)里所能承载的比特(bit)数量。
Wi-Fi 6 选取最高 1024-QAM 调造,每个Symbol承载 10bit 信息。Wi-Fi 7 选取最高 4096-QAM 调造,每个Symbol承载 12bit 信息。Wi-Fi 7编码能力是Wi-Fi 6的1.2倍,传递信息密度更大。

能够形象理解为:无线通讯就是在AP和STA两地之间通过汽车运输货物。信路、子载波就是路路的宽窄,一个Symbol就是一辆货车,货物就是数据信息。Wi-Fi 6一车运输10bit,Wi-Fi 7一车运输量提升为12bit,Wi-Fi 7单车运载信息量是Wi-Fi 6的1.2倍。

现实传输时,单个Symbol的12bit不会都用来传输数据,要拿出肯定bit用作纠错信息码,补救传输过程中可能的谬误。单Symbol中排除纠错信息码,有效传输信息占12bit的比例就是码率。
Wi-Fi 6的1024-QAM调造的码率最高是5/6,Wi-Fi 7的4096-QAM码率最高也是5/6。在码率上,Wi-Fi 7并没有提升。

能够形象地理解为:运载信息的汽车空间不能装满货物,有肯定空间用作治理。Wi-Fi 7的有效运载率和Wi-Fi 6一样,均为5/6。
在中国,Wi-Fi 6支持2.4GHz、5GHz两个频段,其中5GHz又可细分为5.2GHz频段(5G低频段)和5.8GHz频段(5G高频段)。

无线传输中,基础信路就是20MHz。2.4GHz频段中支持3个非沉叠20MHz信路(拜见图二),5.2GHz频段支持8个非沉叠信路,5.8GHz频段支持5个非沉叠信路。Wi-Fi 6一共支持16个非沉叠20MHz信路。
要提高速度,最直接方式是提高路路的宽度。通过信路绑缚技术,把多个陆续信路绑缚成更大带宽的信路。
信路绑缚技术把陆续2个20MHz信路绑缚为40MHz信路,把2个陆续40MHz信路绑缚成80MHz信路,Wi-Fi 6最高支持把2个陆续80MHz信路绑缚成160MHz信路。
Wi-Fi 7尺度中启用6GHz频段,在这个频段上有大量陆续信路,并且滋扰少,信路质量高,更适合绑缚信路。Wi-Fi 7支持最大绑缚成320MHz信路。
一个20MHz的信路能够蕴含234个有效子载波(拜见“Wi-Fi 7有关根基概想”)。一个160MHz信路蕴含1960个有效子载波。一个320MHz信路蕴含3920个有效子载波。

要让Wi-Fi的速度达到峰值,就只在最大信路上传输数据。Wi-Fi 6单次最大能够传输1960个有效子载波;Wi-Fi 7单次能够传输3920个。Wi-Fi 7最大单次传输有效子载波数量是Wi-Fi 6的2倍。
能够形象地理解为:Wi-Fi 6在最大160MHz带宽下一次能够最多并排跑1960辆车;Wi-Fi 7在最大320MHz带宽下一次最多能够跑3920辆车。

以上讲的编码方式、码率、有效子载波数量,都是从空间角度,即频域维度而言;而波的传输,还有传输功夫角度,时域维度。
从时域维度看,传输单元是符号(Symbol)。为预防Symbol在传输时的互有关扰,在相邻Symbol传输的中央设定;ぞ嗬耄℅uard Interval),GI。单元是奥妙(μs)。1秒 (s)=1000000 微秒 (μs)。
一个齐全的Symbol传输功夫=单Symbol传输功夫+GI

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7的单Symbol传输功夫没有变动。单Symbol传输时长都是12.8μs。选择GI 0.8μs来推算,1000000/(12.8+0.8)=73529。暗示一秒钟能够发出73529个Symbol。
在Symbol传输能力上,Wi-Fi 7和Wi-Fi 6的能力一样,没有提升。
能够形象地理解为:在Wi-Fi 7的320MHz绑缚信路上,每排能够并排跑3920辆车,而1秒钟能够跑73529排。

在Wi-Fi 6和Wi-Fi 7中,选取多用户-多进多出(MU-MIMO)技术,Multi-User Multiple-Input Multiple-Output。在AP发射端和STA接管端使用多根天线,同时传输和接受多个数据流,以提高无线传输的速度。每个独立的数据流都是一个空间流,通过分歧的天线传输和接管。
Wi-Fi 6最多支持8条空间流,即一个AP同时对8个表部接管端传输数据(这8个接管端不愿定是8个STA,也可所以3个STA的8个接管端)。每一条空间流在1秒钟都能够传输前述的数据量,8条空间流,就是同时传输上述数据的8倍。而Wi-Fi 7扩大到16条流。
Wi-Fi 7的空间流传输能力是Wi-Fi 6的2倍。

能够形象地理解为:从AP端到STA端,一条流就是一层路路。16条空间流,就是有16层的路路,高低层列,同时在跑车运输信息。当然这里是1个AP端,STA端就不止一个了,可能是多个STA端。但是这里要推算的是AP在Wi-Fi 7下的最大数据传输能力,能够这么推算。

至此,就能够隆沉推出Wi-Fi理论速度峰值的推算公式:
Wi-Fi理论速度=编码方式*码率*最大信路有效子载波数量*单元功夫符号传输数量*空间流数量
=12*5/6*3920*73529*16
=46.12Gbps
由此得出:
1)Wi-Fi 7理论速度最大峰值能够达到46.12Gbps;
2)相比Wi-Fi 6理论速度峰值9.6Gbps,Wi-Fi 7的理论峰值速度是Wi-Fi 6的4.8倍;
3)Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6,速度提升重要源于以下几个技术点

《Wi-Fi 7与Wi-Fi 6区别一文读懂》(上),具体论说了Wi-Fi 7与Wi-Fi 6区别之一:提升Wi-Fi 7速度的技术。也根基回覆了Wi-Fi 7是什么意思这个问题。Wi-Fi 7的速度理论上最高可达Wi-Fi 6的4.8倍,重要提升在编码方式、最大信路有效子载波数量、空间流数量三个成分上。下篇将论说另表几个关键Wi-Fi 7技术。
