Wi-Fi 7 很強(qiáng),但為什么手機(jī)廠商不敢大力宣傳?
不關(guān)注手機(jī)發(fā)布會(huì)的小伙伴可能還不清楚,畢竟像小米 13 系列、榮耀 Magic5 系列等熱門機(jī)型,雖然手機(jī)支持 Wi-Fi 7 協(xié)議,但宣傳不多,連產(chǎn)品的詳情頁(yè)里都沒(méi)提及。
*一加 Ace 2 Pro 宣傳圖
其實(shí),目前判斷一臺(tái)手機(jī)是否支持 Wi-Fi 7 協(xié)議很簡(jiǎn)單,如果手機(jī) SoC 是高通驍龍 8 Gen2 或聯(lián)發(fā)科天璣 9200 以上,則是支持 Wi-Fi 7 協(xié)議的,不過(guò)可能需要 OTA 升級(jí)系統(tǒng)版本。
老狐記得,之前手機(jī)剛支持 Wi-Fi 6 協(xié)議的時(shí)候,各家手機(jī)廠商還賣力宣傳,而如今輪到了 Wi-Fi 7,卻遇冷了。
一方面是現(xiàn)在手機(jī)技術(shù)賣點(diǎn)太多,Wi-Fi 的技術(shù)升級(jí)已經(jīng)是“牛夫人”了。
另一個(gè)原因,則可能是 Wi-Fi 7 的落地問(wèn)題,今年 6 月初,工信部才征求 Wi-Fi 7 設(shè)備核準(zhǔn)意見(jiàn),到 7 月 1 日結(jié)束。
也就是說(shuō)國(guó)內(nèi) Wi-Fi 7 設(shè)備核準(zhǔn)意見(jiàn)的征求才結(jié)束不到兩個(gè)月,還沒(méi)有進(jìn)入落地執(zhí)行的階段。
像小米的萬(wàn)兆路由器雖然硬件上為 Wi-Fi 7 預(yù)留了空間,但也在觀望政策,后續(xù)才能通過(guò)更新支持。
雖然 Wi-Fi 7 還沒(méi)普及,但給小伙伴們介紹一下 Wi-Fi 7 的相關(guān)知識(shí),卻剛好是時(shí)候。
當(dāng)然,如果你對(duì)技術(shù)不感興趣,可以直接拉倒文末,看結(jié)論。
Wi-Fi 7 的技術(shù)提升
Wi-Fi 7,即第 7 代 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)技術(shù),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就是前面提到的“IEEE 802.11be”,在 Wi-Fi 聯(lián)盟的官網(wǎng),顯示標(biāo)準(zhǔn)“IEEE 802.11be”正在完善中。
由于 VR、元宇宙、遠(yuǎn)程辦公、4K 視頻等應(yīng)用的發(fā)展,對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求進(jìn)一步提高,Wi-Fi 6 已經(jīng)無(wú)法滿足這些應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和網(wǎng)絡(luò)延遲的要求,因此,IEEE 和 Wi-Fi 聯(lián)盟快速地推動(dòng) Wi-Fi 7 的發(fā)展。
下圖是 Wi-Fi 7 和 Wi-Fi 6 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。
相比于 Wi-Fi 6,Wi-Fi 7 最高傳輸速度可以達(dá)到 46Gbps(國(guó)內(nèi) 30Gbps),接近 Wi-Fi 6 的五倍。
Wi-Fi 7 將支持更多的頻段,包括 2.4GHz、5GHz、6GHz,在此之前,Wi-Fi 6 支持 2.4GHz 和 5GHz 兩個(gè)頻段,Wi-Fi 6E 只支持 6GHz 頻段(Wi-Fi 設(shè)備向下兼容)。
不過(guò),因?yàn)椴煌貐^(qū)頻段分配的問(wèn)題,Wi-Fi 7 支持的 6GHz 頻段國(guó)內(nèi)外會(huì)有所不同。
如美國(guó)、韓國(guó)和巴西將整個(gè) 6GHz 頻段(5.925 - 7.125GHz)分給了 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7。
而部分國(guó)家則是將 6GHz 低頻段(5.925 - 6.425GHz)劃分給 Wi-Fi 使用,剩余頻段(6.425 - 7.125GHz)劃分給了 IMT(國(guó)際移動(dòng)通信,含 5G/6G 系統(tǒng)),如歐盟內(nèi)部、日本和澳大利亞等多個(gè)國(guó)家。
而我國(guó)考慮未來(lái) 5G 和 6G 的發(fā)展,已將 6.425 - 7.125GHz 頻段劃分給 IMT,因此,這個(gè)頻段不會(huì)用于 Wi-Fi,而 6GHz 低頻段(5.925 - 6.425GHz)也沒(méi)有劃分給 Wi-Fi,暫時(shí)保留,為后續(xù)發(fā)展留下空間。
也就是說(shuō),國(guó)內(nèi)的 Wi-Fi 7 最終可能不支持 6G 頻段,在工信部才征求 Wi-Fi 7 設(shè)備核準(zhǔn)意見(jiàn)中給出的頻段可以證實(shí)這一點(diǎn)。
由于 6GHz 頻段的缺失,沒(méi)有足夠的頻譜帶寬資源容納 320MHz 信道,因此,國(guó)內(nèi)的Wi-Fi 7 只能支持 240MHz 信道,最高傳輸速度也限制在 30Gbps,理論上可以滿足元宇宙、VR、遠(yuǎn)程辦公、4K 視頻等應(yīng)用的需要。
信道為什么這么重要?
在無(wú)線傳輸中,基礎(chǔ)信道是 20MHz,如果將無(wú)線傳輸比喻成貨運(yùn),那么 20MHz 是基礎(chǔ)的單車道,為了提升貨運(yùn)速度,于是把兩個(gè)相鄰的 20MHz 合并,雙車道,也就是 40MHz 信道,以此類推,有了 80MHz 信道和 160MHz 信道。
更寬的信道可以獲得更高的信息傳輸能力。
以上圖為例,2.4GHz 頻段只有連續(xù) 3 個(gè)非重疊 20MHz 信道,其中兩個(gè)連續(xù)非重疊 20MHz 信道可以綁定 40MHz 信道(通常不建議在 2.4GHz 頻段這么做)。
5GHz 頻段最高有 13 個(gè)連續(xù)非重疊 20MHz 信道,在 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)下,最高支持 160MHz 信道。
6GHz 的頻譜帶寬資源豐富,因此,可支持 320MHz 信道,甚至以美國(guó) 6G 頻譜劃分的情況,有 1200MHz 的頻譜帶寬資源。
調(diào)制方式,Wi-Fi 7 也有了提升,支持 4096QAM,這意味著每個(gè)調(diào)制符號(hào)支持的信息由之前 1024QAM 調(diào)制下的 10bit 增加到 12bit,傳遞的信息量更多。
此外,Wi-Fi 7 空間流的數(shù)量也從 Wi-Fi 6 的 8 條擴(kuò)展到 16 條,這意味著一個(gè) AP 端可以同時(shí)對(duì) 16 個(gè)接收端傳輸數(shù)據(jù)(一個(gè) STA 端可以有多個(gè)接收端)??臻g流傳輸速度提升了 2 倍。
以上是 Wi-Fi 7 在 Wi-Fi 6 基礎(chǔ)上的技術(shù)升級(jí),在 Wi-Fi 7 上還有三個(gè)新的的技術(shù)亮點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)設(shè)備在 Wi-Fi 7 協(xié)議下更快更穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)。
多鏈路傳輸技術(shù)(MLO)
在之前的 Wi-Fi 6 設(shè)備上,雖然提供 2.4GHz 和 5GHz 兩個(gè)頻段,但設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)只能在一個(gè)頻段上進(jìn)行傳輸,如果條件發(fā)生變化,則跳轉(zhuǎn)至另一個(gè)頻段進(jìn)行傳輸,其過(guò)程如下圖左邊。
而 Wi-Fi 7 的多鏈路傳輸,可以如上圖右邊所示,同時(shí)在兩個(gè)頻段傳輸數(shù)據(jù),而且傳輸?shù)哪J椒譃閮煞N。
一種是多發(fā)單收,即 AP 端多個(gè)頻段(2.4GHz、5GHz、6GHz)同時(shí)發(fā)送一個(gè)相同的數(shù)據(jù)給接收端,系統(tǒng)自動(dòng)選擇最快速的頻段的數(shù)據(jù),如果頻段受到干擾,系統(tǒng)則接受其他頻段的數(shù)據(jù)。
*圖源@迅捷網(wǎng)絡(luò) 視頻
這種方式可以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
另一種模式是多發(fā)多收,即把一份數(shù)據(jù)拆成三份,通過(guò)三個(gè)頻段同時(shí)發(fā)送,接收端收到后將數(shù)據(jù)組合。
*圖源@迅捷網(wǎng)絡(luò) 視頻
多發(fā)多收模式可以提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>
多資源單元(MRU)
在 Wi-Fi 5 上,每個(gè)信道在單位時(shí)間內(nèi)只能給一個(gè)接收端發(fā)送信息,為了提升利用率,在 Wi-Fi 6 上,引入資源單元(RU:Resource Unit)的概念。
*Wi-Fi 5 上的 OFDM 和 Wi-Fi 6 上的 OFMDA
通過(guò)正交頻分多址(OFDMA)技術(shù),20MHz 信道可分為 256 個(gè)子載波,其中有效子載波為 242 個(gè),Wi-Fi 聯(lián)盟規(guī)定最小資源單元為 26 個(gè)子載波,因此,一個(gè)信道內(nèi)的不同 RU 的有效子載波可以是 26 個(gè)(26-tone RU)、52 個(gè)(52-tone RU)、106 個(gè)(106-tone RU)和 242 個(gè)(242-tone RU)。
*OFDM 技術(shù)示意圖,OFDMA 技術(shù)建立在此基礎(chǔ)之上
在 Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)中,Wi-Fi 聯(lián)盟規(guī)定了一個(gè) RU 的子載波數(shù)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,一個(gè)用戶只能對(duì)應(yīng)一個(gè) RU。
在 Wi-Fi 7 中,支持多資源單元(MRU:Multi-RU),即一個(gè)用戶可以對(duì)應(yīng)多個(gè) RU 的組合,如 26-tone RU 和 52-tone RU 的組合,或 484-tone RU 和 996-tone RU 的組合。
例如 20MHz 內(nèi)同時(shí)有三名用戶使用,一名用戶分配到 106-tone RU,另外兩名用戶分別分配到 52-tone RU,剩余的 26-tone RU 可以再分配給前者,使其可以接收兩個(gè) RU,達(dá)到 106-tone RU +26-tone RU,提升了資源利用率,提高了信息傳輸速度。
*不同頻段的 RU 劃分
但不是任意 RU 都能組合,Wi-Fi 7 協(xié)議中把 RU 分為兩類:
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 聯(lián)盟規(guī)定只有同部 RU 才能組合,小部 RU 和小部 RU 組合,大部 RU 和大部 RU 組合,例如 1992-tone RU 和 996-tone RU 組合,即相當(dāng)于 160MHz 信道和 80Mhz 信道組合。
前導(dǎo)碼打孔(Puncturing)
前導(dǎo)碼打孔技術(shù)的目的與多資源單元一樣,都是為了提升信道的利用率,只不過(guò)前導(dǎo)碼打孔更多是在被干擾情況下恢復(fù)信道利用的使用。
在前文信道部分曾提到,基礎(chǔ)信道是 20MHz,通過(guò)信道捆綁,可以組成40MHz 信道、80MHz 信道、160MHz 信道,但捆綁時(shí)有主信道和輔信道之分,其分配原理如下:
主信道 20MHz 和 20MHz 組合:20MHz(主)+ 20MHz(輔);
組合成主信道 40MHz 再組合:40MHz(主)+ 40MHz(輔);
組合成主信道 80MHz 再組合:80MHz(主)+ 80MHz(輔)。
在 Wi-Fi 7 之前,組合中輔信道一旦受到干擾,則無(wú)法組合成更寬的主信道,例如 20MHz 輔助信道受到干擾,無(wú)法與 20MHz 主信道組合,則剩余 40MHz 輔信道和 80MHz 輔信道都無(wú)法使用,造成信道資源浪費(fèi)。
而前導(dǎo)碼打孔解決了這個(gè)問(wèn)題,可以將受干擾的 20MHz 輔信道屏蔽,不影響主信道組成更寬的信道,20MHz 主信道依然可以跟 40MHz 輔信道組成 60MHz 信道,然后跟 80MHz 輔信道組成 140MHz 信道。
前導(dǎo)碼打孔極大提升了信息傳輸?shù)目垢蓴_能力,即使在干擾環(huán)境下依然可以快速地傳輸信息。
最后
以上就是關(guān)于 Wi-Fi 7 的相關(guān)技術(shù),多個(gè)技術(shù)的升級(jí),使其更快,延遲更低,更穩(wěn)定。
根據(jù)之前華為用小米 13 Pro 的測(cè)試(嗯,是不是感到不可思議?但確實(shí)發(fā)生了……),支持 Wi-Fi 7 通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的小米 13 Pro 在 Wi-Fi 7 環(huán)境下傳輸速度達(dá)到 4.3Gbps,是 Wi-Fi 6 環(huán)境下的 2 倍;同時(shí)延遲在 4ms 以內(nèi),而 Wi-Fi 6 環(huán)境下延遲在 10ms 左右。
工信部出于移動(dòng)通信發(fā)展策略考慮,將 6G 頻段的高頻段分配給 IMT,6G 低頻段暫時(shí)不作分配,因此,國(guó)內(nèi) Wi-Fi 7 暫時(shí)無(wú) 6G 頻段可用,在性能上有所閹割,前景還不明朗。
也正是因?yàn)槿绱?,手機(jī)廠商和路由器廠商保留了 Wi-Fi 7 的升級(jí)空間,卻不愿意過(guò)多宣傳,畢竟宣傳的功能與后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)有所出入,就成了虛假宣傳。
但國(guó)內(nèi) Wi-Fi 7 標(biāo)準(zhǔn)即將落地,離我們使用也不遠(yuǎn)了。