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以Wi-Fi 7突破Wi-Fi性能极限

2022-02-15 11:43:44 Andrew Davidson 阅读:
和许多技术一样,在过去几年中,我们看到Wi-Fi在不断提升、适应和演进,以应对难以预测的全新连接挑战。如今,Wi-Fi 7即将开启连接领域的新篇章。

如果说人们对于Wi-Fi在过去的工作、娱乐和生活中的感知并不清晰,那么在疫情影响下,人们已愈发关注Wi-Fi在这些场景中扮演的重要角色。和许多技术一样,在过去几年中,我们看到Wi-Fi在不断提升、适应和演进,以应对难以预测的全新连接挑战。如今,Wi-Fi 7即将开启连接领域的新篇章。高通技术公司不仅致力于定义每一代全新Wi-Fi技术的极致速度和容量,还通过增加关键增强特性,显著提升Wi-Fi技术的低时延性能。基于Wi-Fi 7在时延、速度和容量等方面的优化组合,其将成为扩展现实(XR)、元宇宙、社交游戏和边缘计算等最前沿应用场景的核心。ohTednc

在过去20年间,我曾帮助Wi-Fi联盟(WFA)开发项目,并担任联盟理事会理事。我也有幸参与制定并推动Wi-Fi行业标准落地的相关工作。从这个角度出发,我很高兴与各位探讨Wi-Fi 7能够实现的能力。而Wi-Fi 7作为一种新颖且创新的解决方案,它的推出可谓恰逢其时,以满足目前和未来用例中对于Wi-Fi需求的激增。ohTednc

Wi-Fi是必不可少的连接技术

多年来,Wi-Fi在生活、经济和社会中发挥的核心作用越来越重要。对于消费者和企业来说,Wi-Fi更是关键的资源。据分析公司IDC预测,截至2021年底 ,Wi-Fi 6终端出货量超过20亿台,占全部Wi-Fi终端出货量的50%以上,且到2025年该数字将增长到52亿台。如此爆发式的增长源于诸多驱动因素,但或许最重要的是,Wi-Fi技术一直以顺应需求增长的形式持续演进。例如,Wi-Fi 6通过引入多用户特性达到提升高密集网络中Wi-Fi性能的目的,而Wi-Fi 6E将这些特性扩展到新的6GHz频段,让更多更宽的信道处理更高速度和更低时延的需求。作为高通技术公司的产品创新,支持网状网络(Mesh)技术的路由器不仅支持家庭全屋覆盖,而且确保在需要联网时能提供高速连接。 ohTednc

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Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E正以创纪录的速度被广泛采用,同时也持续伴随着从多个维度推动Wi-Fi性能提升的需求。ohTednc

Wi-Fi 7带来全新水平的性能表现

正如我们此前的讨论,频谱对无线连接来说至关重要。从历史上看,从仅有三个(非重叠)窄带宽信道的传统2.4GHz频段,到拥有更多频谱和宽达160MHz信道的5GHz频段,可用频谱的扩展一直稳健地推动着Wi-Fi技术的创新。目前分配的6GHz新频段(在一些地区有着高达1200MHz的频谱)和日益拥堵的2.4GHz频段(由于持续增加的蓝牙设备和新的支持Thread的物联网设备),都在推动Wi-Fi的进一步变化。 ohTednc

现代高速Wi-Fi终端愈发依赖5GHz和6GHz高频段来实现所需性能。这一情况不仅能够保证速度和时延,还能释放出2.4GHz频段,以供更适合的物联网等应用以及在Wi-Fi网络边缘运行的终端使用。ohTednc

管理和优化多种可用频谱频段或许是Wi-Fi 7的标志性差异化优势。Wi-Fi 7引入众多特性,能够提供极致速度、大容量和低时延,可支持下一代应用与服务。接下来,让我们快速回顾一下这些关键特性。ohTednc

连接技术在拥挤环境中降低时延

目前,AP接入点通常提供对三个信道的支持,包括一个2.4GHz的低频段、两个5GHz和6GHz高频段,在Wi-Fi 7中更是如此。取决于不同地区频段的可用性,对高频段的支持可能是两个信道都在5GHz频段上,或在5GHz和6GHz每个频段上各有一个信道。Wi-Fi 7的多连接特性向客户端提供了使用这些信道的多个选项,最有效的方式是充分利用高频段的更大容量、更高峰值速度和更低拥挤程度。如图1所示,终端连接可在频段之间交替切换。在这种方案中,终端在每次传输时均使用第一个可用频段,一旦完成前次传输则可选择任意频段进行接下来的传输。这种方式可以避免连接链路拥堵,降低时延ohTednc

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图1 – 多连接交替,终端在可用频段之间交替切换以降低时延ohTednc

最高性能的方案是如图2所示的高频段多连接并发(High Band Simultaneous Multi-Link)。在频段可用时,终端可在两个频段上实时并发工作并将其吞吐量进行聚合。正因其可以在各频段上同时工作,这种方式易于避免拥堵以达到降低时延的效果。ohTednc

图2 – 高频段多连接并发,聚合高频段以提供最高吞吐量和最低时延ohTednc

面向各地区扩展大信道带宽

众所周知,Wi-Fi 6E极大地扩展了宽信道频谱的使用,在任何已分配6GHz频谱的区域都可以使用多个160MHz信道。Wi-Fi 7则可将潜在的信道带宽增加一倍,达到320MHz,从而倍增理论容量并显著提升用户数据传输速度。ohTednc

目前,一些区域可以支持三个320MHz连续频谱信道,部分区域支持一个,有些区域则完全不支持。而对于5GHz频段而言,其并没有连续的320MHz信道,因此只有支持6GHz的区域才能够支持这种连续模式。高频段多连接并发则可通过聚合两个可用信道提供更宽的有效信道。也就是通过组合高频段中的两个160MHz信道,来创建一个320MHz有效信道。在中国,使用高频段多连接并发技术实现240MHz有效信道,即在未分配6GHz频谱的情况下,也可利用Wi-Fi 7超高吞吐量的优势。ohTednc

即使存在干扰,也可支持更宽信道

在某些情境下,现有用户会在空闲的连续信道中(如20MHz或40MHz)占用一部分带宽,这种情况下通常会阻止AP接入点使用该频谱。对此,Wi-Fi 7带来了名为“前导码打孔(Preamble Puncturing)”的创新性解决方案,支持AP接入点在不上述干扰影响的同时,让使用该连续信道成为可能(如图3所示)。虽然打孔量减少了总体带宽,但仍能实现比其他方式更宽的信道ohTednc

图3 – 前导码打孔在存在用户干扰的情况下也能支持更宽信道ohTednc

4K QAM高阶调制技术和其他性能增强特性

Wi-Fi 7标准化了目前在高通Wi-Fi 6解决方案中已支持的更高阶调制技术——4K QAM。4K QAM调制技术可为距离AP接入点较近的用户提升速度并为其他用户留出宝贵容量。ohTednc

Wi-Fi 7赋能令人兴奋的全新体验用例

除了能够提升当前人们所使用应用的性能外,Wi-Fi 7还将赋能许多新体验。以最前沿的扩展现实(XR)应用为例,其对时延极其敏感,如果无法实现低时延,终端将无用武之地。逼真的沉浸式XR体验需要具备极高刷新率的高清视频作为支撑,这需要非常高的网速和带宽。同时,还需要极大的网络容量来支持大批用户能够同时体验上述应用。此外,云游戏、社交游戏和元宇宙等日渐兴起的应用,也将不断考验无线技术的极限。对此,Wi Fi 7将为我们提供充足的性能。ohTednc

在企业网络中,智能和价值正向边缘转移。边缘云是企业数字化转型的关键组件,而Wi-Fi是许多企业用例的最后一环,即使在密集、高流量的情况下,Wi-Fi 7所能提供的低延时和高带宽,也能对诸多业务关键型应用起到至关重要的作用。毫无疑问,Wi-Fi 7将注定快速成为支持高流量用例的先决条件,比如办公室、娱乐场所等场景。ohTednc

高通标准和技术领导力

一直以来,高通技术公司始终处于Wi-Fi演进的最前沿,推动行业标准和技术以满足日益增长的客户、终端、应用和服务需求。ohTednc

高通技术公司长期致力于研发开创性技术,并协助电气电子工程师学会(IEEE)或Wi-Fi联盟(WFA)将其标准化。此外,我们在几乎每个Wi-Fi主要演进阶段都发挥着关键作用。例如,高通在将MIMO和 MU-MIMO引入802.11n和11ac的过程中发挥重要作用,还牵头将OFDMA引入Wi-Fi 6(当时称为11ax),诸如此类。目前,我们正与全体 IEEE和WFA会员密切合作,完善Wi-Fi 7技术。 ohTednc

高通技术公司的领导地位不仅限于技术和标准开发。通过每年在大量设备和网络上提供全面的技术特性和更多强大的独家创新技术,我们确保用户在广泛的地域范围内都可以体验到由极致速率、大容量、持续低延时的网络提升所带来的好处。ohTednc

了解更多高通公司Wi-Fi解决方案>>>ohTednc

高通Wi-Fi 6是高通技术公司和/或其子公司的产品。ohTednc

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