Wi－Fi 7設備計劃2025年商用，它會成5G的技術挑戰者嗎？

2021-04-28 思甜 -->射頻學堂

瀏覽

注釋：本文作者是射頻學堂特邀專家唐欣博士。

最新一代的Wi－Fi是Wi－Fi 6（IEEE 802．11ax），該技術于2019年秋季推出，目前正穩步步入商業市場。此外，我們很快就會看到Wi－Fi 6E，這是IEEE 802．11ax的第一個修訂版，可支持6 GHz非授權頻譜。根據不同監管機構的許可，Wi－Fi 6E的工作頻率為5925 – 6425 MHz或5925 – 7125 MHz。

即使正在使用所有這些新技術，正在制定Wi－Fi工程標準的電氣和電子工程師協會（IEEE）和正在認證Wi－Fi技術的Wi－Fi聯盟仍在規劃Wi－Fi 7（IEEE 802．11be）的前景。IEEE于2018年秋季成立了IEEE 802．11be極高吞吐量（EHT）工作組。他們的目標是必須滿足滿足不斷變化的連接需求的嚴格要求。Wi－Fi 7將建立在Wi－Fi 6E上，它使用與前幾代Wi－Fi相同的頻段（2．4GHz、5 GHz和6 GHz）。它提供的廣泛功能使該技術與3GPP 5G極具競爭力。

借助320 MHz帶寬，4096－QAM調制和多頻帶操作的支持，數據吞吐量要高得多Wi－Fi 7的最大吞吐量聲稱至少為30 Gbps。這是通過允許更寬的帶寬，高階調制和多鏈路來實現的。320 MHz頻道在Wi－Fi 7中，最大單通道帶寬已從160 MHz（Wi－Fi 6 ／ 6E）增加到320 MHz。在6 GHz Wi－Fi頻段上，它可以提供3×320 MHz的信道。相反，低于6GHz（FR1）5G的最大帶寬為100 MHz。在FR2 mmWave中，5G支持的最大帶寬為400 MHz。

4096－QAM調制在Wi－Fi 6中，最高調制階為1024－QAM，在Wi－Fi 7中已提高到4096－QAM。但是，我懷疑提高的調制階會產生很大的不同，因為4096－QAM至少需要超過40dB信噪比（SNR）。在無線環境中，這不容易實現。作為參考，在5G中，在25dB SNR的情況下，最大調制階數高達256QAM。

多頻段操作Wi－Fi 7將同時使用2．4、5 GHz和6 GHz頻段，這類似于3GPP技術中的載波聚合功能。并行多鏈路減少了網絡延遲，并提高了可靠性，因為數據包可以分布在多鏈路上。

多AP協作可實現Wi－Fi小區漫游如果以上功能僅是Wi－Fi 6的增強功能，我將Wi－Fi 7中的Multi－AP協調稱為革命。顧名思義，多AP協作允許多個Wi－Fi路由器為單個用戶設備提供服務。首先，該功能允許分布式MIMO系統。這意味著，如果一個以上的AP服務于一個用戶設備，則該用戶設備可以根據信道質量，通過組合來自附近Wi－Fi路由器的鏈接來調整其MIMO策略。最新的3GPP 5G（版本16和17）中也添加了此功能。第二個改進更加引人注目。多AP關聯可以促進Wi－Fi AP切換。用戶將不再受限于單個Wi－Fi AP點（想想在建筑物之間移動，而縮放會議永不中斷）。切換類似于4G ／ 5G蜂窩技術，當用戶跨小區漫游時，該技術允許用戶和基站之間的鏈接切換到相鄰基站。

為了實現不同Wi－Fi AP之間的無縫漫游，Wi－Fi聯盟不僅需要技術。在城市中，幾乎可以在任何地方找到Wi－Fi熱點，但是不允許連接到這些熱點的客戶端（例如，缺少憑據）或麻煩。這就是誕生OpenRoaming（OR）來解決該問題的原因。OR是一項行業計劃，旨在像在蜂窩網絡中一樣無縫和普遍地將客戶連接到Wi－Fi網絡。或靈活的策略將允許服務提供商指定其用戶所連接的Wi－Fi網絡的質量。

OpenRoamin：隨處可見和任何網絡連接的Wi－Fi客戶端根據OR計劃，像Cisco，Aruba這樣的公司將成為提供Wi－Fi 7 AP的基礎設施供應商。諸如Facebook，Google，Microsoft甚至傳統電信公司之類的社交媒體巨頭將成為證明用戶訪問權限的身份提供商。傳統上向其客戶提供Wi－Fi接入的零售商，活動場所和其他商業企業，將成為未來的“中立網絡運營商”。最后但并非最不重要的一點是，開放的Wi－Fi網絡之間漫游的數十億用戶設備支持整個生態系統。Wi－Fi 7時間軸

Wi－Fi 7標準化工作組于2018年完成，當時Wi－Fi 6的開發完成了。該工作組計劃在2024年5月完成開發，這意味著我們很可能最早在2025年就可以看到商用Wi－Fi 7設備。 Wi－Fi 7將成為5G的技術挑戰者嗎？

多年來，兩種不同類型的無線技術已經很好地共存。兩種技術對網絡管理的處理方式不同。Wi－Fi使用未經許可的頻譜，因此您和您的整個社區都可以擁有自己的Wi－Fi網絡，而無需獲得使用許可。5G由運營商管理，使用專用的許可頻譜，需要付費才能訪問。他們在連接每個人方面起到補充作用。Wi－Fi的部署，維護和擴展成本較低（尤其是在接入點需要為更多用戶提供服務的地方），它將繼續成為家庭和企業環境中的主要技術。這為PC，平板電腦，智能手機，流媒體設備等數十種需要大量數據的設備提供了強大的支持，這些設備都必須連接到網絡。5G具有高可靠性和漫游功能，它將用于智能手機，車輛等移動連接，甚至用于大型制造業務。這兩種技術之間的互補并不一定意味著沒有競爭。這可以反映在無線寬帶（FWA）和光纖之間的最新競爭中。自4G LTE以來，我們已經看到3GPP的雄心壯志是將頻段規劃擴展到免許可頻譜，例如Multefire，LTE－U技術。現在，這已演變為5G的NR－U。現在，我們還看到Wi－Fi團體希望通過引入OpenRoaming計劃來提高其移動性。我相信在未來的幾年中互補和競爭都將存在。但是技術的動態性將改變網絡運營的商業模式。

參考：

［1］ Khorov， E．， Levitsky， I．，＆ Akyildiz， I． F．（2020）． Current status and directions of IEEE 802．11 be， the future Wi－Fi 7． IEEE Access， 8， 88664－88688．

［2］ Intel Corporation （2020）． Next－generation Wi－Fi， Wi－Fi 7 and beyond．［3］ Otsuka， H．， Tian， R．，＆ Senda， K．（2019）． Transmission performance of an OFDM－based higher－order modulation scheme in multipath fading channels． Journal of Sensor and Actuator Networks， 8（2）， 19．

唐欣博士簡介：