【光電通信】Wi-Fi7與Wi-Fi6有什么不一樣？

Wi-Fi 7的主要技術(shù)特征很多，限于篇幅，本文僅介紹MLO、Preamble Puncturing、MRU三種技術(shù)。

早期的Wi-Fi 7技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草案里有“多AP協(xié)同技術(shù)”，在最新標(biāo)準(zhǔn)的修訂中這個(gè)功能被砍掉了，預(yù)計(jì)留待Wi-Fi 8去實(shí)現(xiàn)，本文不做介紹。

多鏈路傳輸技術(shù)(MLO), Multi-Link Operation，在一個(gè)AP里，有多個(gè)射頻芯片，2.4GHz芯片，5GHz芯片，6GHz芯片。AP的多個(gè)芯片可以同時(shí)和一個(gè)STA建立鏈路通信。MLO是MAC層技術(shù)，可以跨頻段地捆綁多個(gè)鏈路成一個(gè)虛擬鏈路。

MLO有兩種工作模式。

其一，多發(fā)單收模式，多鏈路傳輸同一信息。系統(tǒng)自動(dòng)選擇最好的鏈路傳輸。比如當(dāng)2.4GHz頻段干擾大時(shí)，自動(dòng)切換到信號(hào)更干凈的5GHz頻段傳輸信息。總是選擇最優(yōu)信道傳輸，效果是大大降低時(shí)延。在多終端的高密環(huán)境下，這種方式還可以提高傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量。

據(jù)銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)際測(cè)試，其Wi-Fi 7設(shè)備采用MLO技術(shù)，同時(shí)建立5G和6G兩條鏈路，平均時(shí)延從Wi-Fi 6的84ms大幅下降到6ms。時(shí)延在10ms以?xún)?nèi)，已經(jīng)接近有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延水平。

其二，多發(fā)多收模式，一個(gè)信息分拆多條鏈路分別傳輸。把一個(gè)信息分拆成多份，采用MLO技術(shù)，通過(guò)多條鏈路同時(shí)傳輸，STA接收到之后再整合。這種方式就大大提升傳輸速率。

大家可能有個(gè)困惑：這里的MLO技術(shù)跟前面講的MU-MIMO空間流技術(shù)有什么異同點(diǎn)？

相同點(diǎn)：

MLO技術(shù)和MU-MIMO空間流技術(shù)，都可以在一個(gè)AP和STA之間建立多條鏈路通信，同時(shí)收發(fā)信息。

不同點(diǎn)：

MU-MIMO空間流技術(shù)是限于AP中同一個(gè)射頻芯片的，比如說(shuō)16條流，指的是一個(gè)AP中一個(gè)射頻芯片，可以同時(shí)對(duì)外建立16條通信鏈路，當(dāng)然這16條通信鏈路可以和一個(gè)STA建立，也可以跟多個(gè)STA建立。

MLO技術(shù)是指一個(gè)AP中多個(gè)射頻芯片同時(shí)跟同一個(gè)STA建立通信鏈路。

可以形象地理解為：在一個(gè)AP和一個(gè)STA之間，有三種交通媒介，鐵路，公路，航空。通過(guò)三種交通媒介同時(shí)通信，用到的是MLO技術(shù)。單就其中一個(gè)媒介而言，比如公路，同時(shí)有16層公路可以通信，那就是MU-MIMO空間流技術(shù)。

多資源單元，MRU(Multiple resource uint)，是提高頻譜資源利用率的技術(shù)。

圖十五中左圖，Wi-Fi 5的OFDM工作模式，橫軸是時(shí)域，縱軸是頻域。在一個(gè)最小時(shí)間單位里，一個(gè)信道只向一個(gè)用戶(hù)發(fā)送信息。即一個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)單位時(shí)間整個(gè)信道，不管這個(gè)用戶(hù)的信息是否能占滿(mǎn)整個(gè)信道，存在資源浪費(fèi)。

右圖，Wi-Fi 6的OFDMA工作模式，引入資源單元，RU（Resource Unit）的概念。把這20MHz的信道在同一個(gè)時(shí)域單位上劃分成多個(gè)RU。每個(gè)RU包含一定數(shù)目的子載波，每個(gè)RU向一個(gè)用戶(hù)發(fā)送信息。這樣在一個(gè)最小時(shí)間單位里，可以同時(shí)向多個(gè)用戶(hù)同時(shí)發(fā)送信息，大大提升了資源利用率。

一個(gè)RU中包含多少個(gè)子載波，不是隨意組合的，Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了RU的固定組合形式，主要有：26-tone RU（即26個(gè)子載波組成一個(gè)RU），52-tone RU，106-tone RU，242-tone RU，484-tone RU、996-tone RU、1992-tone RU。

在Wi-Fi 6中，一個(gè)用戶(hù)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)RU。Wi-Fi 7提出了MRU概念，一個(gè)用戶(hù)可以分配多個(gè)RU。

那這個(gè)MRU有什么用呢？

例如，20MHz的信道，要給3個(gè)用戶(hù)使用。Wi-Fi 6中，最大資源利用率的分配如下：1個(gè)用戶(hù)分配106-tone RU，2個(gè)用戶(hù)分別分配，52-tone RU，一共用了210個(gè)子載波（tones），還浪費(fèi)了24個(gè)子載波（一個(gè)20MHz信道一共234個(gè)數(shù)有效子載波，參見(jiàn)《好文：Wi-Fi 7與Wi-Fi 6有什么不一樣？(上)》”）。

現(xiàn)在，Wi-Fi 7應(yīng)用MRU，就可以1個(gè)用戶(hù)分配106-tone RU+26-tone RU（把2個(gè)RU分配給一個(gè)用戶(hù)），另2個(gè)用戶(hù)還是分別分配52-tone RU。這樣就把20MHz信道的資源用足，提升了信道資源利用率，提高速率，降低時(shí)延。

需要注意的是，不是任意兩個(gè)RU都可以組成一個(gè)MRU的，而是有限定條件的。Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)把RU分為小部RU和大部RU兩類(lèi)，規(guī)定只有同在一類(lèi)中的RU才可以組合成一個(gè)MRU，即必須同為小部RU，或同為大部RU，才可以組成一個(gè)MRU。

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

前導(dǎo)碼打孔，Preamble Puncturing（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Puncturing），這個(gè)技術(shù)在Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)里是可選技術(shù)，由于其技術(shù)成本高，一般產(chǎn)品的實(shí)際功能里沒(méi)有這個(gè)功能。到Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)中，這個(gè)成為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，即產(chǎn)品必須要具備的功能。

前面談到，為提升速率采用信道捆綁技術(shù)，比如：把8個(gè)20MHz的信道捆綁成一個(gè)160MHz的信道。

在信道捆綁中，有主信道（Primary channel）和輔信道（Secondary channel）之分。在捆綁成40MHz的信道中，有Primary20信道，Secondary20信道；然后這兩個(gè)信道又共同組成一個(gè)捆綁80MHz信道的Primary40，另外的是Secondary40；以上共同組成Primary80，其余的組成Secondary80。

信道捆綁，以前的協(xié)議有兩條原則：原則一，只能捆綁連續(xù)的信道。原則二，在捆綁信道模式下，必須在主信道干凈、無(wú)干擾的情況下，輔信道才能傳輸信息。

那假設(shè)，當(dāng)Secondary20出現(xiàn)干擾的時(shí)候，Primary40整體就是不干凈的信道，那么Secondary40就無(wú)法傳輸信息了；再進(jìn)一步Primary80也不干凈，那Secondary80也無(wú)法傳輸信息。最后，一個(gè)捆綁成160MHz的信道，因?yàn)槠渲幸粋€(gè)Secondary20的20MHz信道干擾，一下子下降為只剩20MHz（Primary20）傳輸信息了，7/8信道資源都浪費(fèi)了。

Wi-Fi 7的Puncturing技術(shù)正是解決這個(gè)問(wèn)題的。

還是上面這個(gè)例子。Secondary20信道受到干擾。采用Puncturing技術(shù)，直接把這個(gè)Secondary20信道打孔、屏蔽。然后剩余的140MHz信道繼續(xù)捆綁在一起傳輸信息。此時(shí)，還是工作在160MHz捆綁信道模式下，但實(shí)際傳輸?shù)臅r(shí)候，把Secondary20信道置于Null（空）狀態(tài)。這種例子中采用Puncturing技術(shù)，信道利用率是之前的7倍（140:20）。

Puncturing技術(shù)的核心是提升了非連續(xù)信道的利用率，其效果是提升了實(shí)際速率，降低了時(shí)延。

Wi-Fi聯(lián)盟官方在Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)于其應(yīng)用場(chǎng)景就有了明確預(yù)期：AR/VR/XR、全屋視頻分發(fā)、游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療、企業(yè)制造、虛擬培訓(xùn)、教育、酒店場(chǎng)所。

讀到這里的朋友一定對(duì)Wi-Fi 7技術(shù)很有興趣。也歡迎大家就Wi-Fi 7的技術(shù)問(wèn)題、應(yīng)用場(chǎng)景、市場(chǎng)等問(wèn)題留言、討論、交流。

來(lái)源：通信百科

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