探索Wi-Fi 7的新功能和新应用

无线宽带联盟(WBA)最近公开发布了题为《为Wi-Fi 7做好准备：将新功能应用于关键用例》的报告，该报告认为这项新技术将彻底改变世界各地人们的日常生活。

无线宽带联盟(WBA)成立于2003年，其使命是在全球无线生态系统中促进无缝、可互操作的Wi-Fi服务体验。为了实现这一愿景，WBA一直致力于加强服务提供商、技术公司、城市、监管机构和组织之间的合作。

基于IEEE 802.11be(具有极高吞吐量)标准的Wi-Fi 7拥有大量先进性能，这些性能要么是进一步增强了以前已经实现的功能，要么是实现了现有有线和无线技术尚无法实现的新功能。

Wi-Fi 7的主要功能

由WBA会员博通、CableLabs、思科和英特尔牵头撰写的上述报告研究了Wi-Fi 7提供的一些最重要的新功能和应用，包括：

·高带宽/高性能

Wi-Fi 7的带宽是Wi-Fi 6(802.11ax)的2倍，性能则是其3倍。

·低时延

增强了对延时敏感应用的支持。

·千兆级服务

Wi-Fi 7支持高达320MHz的信道频宽，而Wi-Fi 5和Wi-Fi 6仅限于160MHz。它还支持4K QAM，比以前的标准有所改进。由于Wi-Fi 7支持更宽的信道和4K QAM，因此其传输速度比Wi-Fi 6快三倍以上。这对于在整个家庭范围内实现数千兆级Wi-Fi服务至关重要。

·多链路

Wi-Fi 7设备可在2.4GHz、5GHz和6GHz频段中使用多链路操作(MLO)，通过聚合多个链路来提高吞吐量，也可以通过链路之间的不中断切换，将关键应用迅速转移到最优频段。

·快速链路切换

Wi-Fi 7设备可以利用快速链路切换来避免干扰，而且可以在不延迟关键任务数据传输的条件下访问Wi-Fi信道。Wi-Fi 7还非常适合沉浸式XR/AR/VR、在线游戏和其他消费类应用，因为这些应用都需要高吞吐量、低延迟、最小失真和高可靠性。

值得注意的是，Wi-Fi 6的最后一个演进阶段、即所谓的Wi-Fi 6E已经引入了6GHz频谱。尽管并非所有国家都允许使用该频段，但它代表了Wi-Fi技术的一项重大成就。有了这段新频谱，数据传输速率、容量、干扰和延迟都得到了很大的改善。

与第四代(4G)移动技术向第五代(5G)的演进类似，Wi-Fi 7标准的推出也是对以往技术的重大改进。图1以图形的方式概括了这一点。从图1中可以看出，Wi-Fi 7在地区业务容量、峰值数据速率、移动性和频谱效率方面都有显著提升。

图1：Wi-Fi和移动技术的最新进展。(来源：WBA)

Wi-Fi 7用例

1.增强现实/虚拟现实/混合现实/扩展现实(AR/VR/MR/XR)

XR包括一系列功能和复杂程度各不相同的应用(见图2)。抬头显示器(HUD)在用户头戴式设备(HMD)的镜片上通过小图像显示一个或多个应用程序的状态。这些图像可以是固定的，也可以反映头戴式设备的方位，能够覆盖用户的整个视野。为了降低计算复杂度，图像渲染可在配套设备上完成，并通过P2P Wi-Fi发送到镜片上。

VR的沉浸感更强，因为用户在应用中是虚拟呈现的，包括头盔显示器的姿态和手、脚等其他特征，并且都由内置摄像头或其他传感器加以跟踪。无论是培训还是工业操作与协作方面，几乎都有无尽的应用。沉浸式体验需要大量的渲染计算，因此通常将其卸载到邻近的边缘或计算机资源上。VR视频渲染要求高吞吐量和低时延。

AR与VR的复杂性和功能可以扩展到MR，其头盔摄像机可以收集实时视频，用于远程显示/监控和环境(物体识别)应用。MR是最复杂的XR应用，通常利用边缘计算进行计算减荷。

图2：应用包括AR/VR/MR或“XR”。(来源：WBA-Cisco)

2.游戏

Wi-Fi 7的许多独特功能提高了速度和响应性，可以带给用户更稳定、更可靠的在线游戏体验。这些功能包括:

·更快的下载/上传速度

Wi-Fi 7可减少延迟，改善在线游戏体验。此外，玩家在游戏中等待的时间也会减少，因为更快的传输速度能让他们更快地完成游戏更新和修复。

·更高的稳定性

Wi-Fi 7的多链路操作可减少连接中断，使游戏更加持续稳定。客户端设备可以同时连接到多个频段，从而获得更好的吞吐量，设备也可以利用所有频段或多个链路实现冗余。在比赛中不能失去连接的竞技游戏玩家将从中受益。

·更大的网络容量和更短的时延

Wi-Fi 7被称为“极高吞吐量”，因为它增加了6GHz信道，可以为游戏玩家提供更流畅的信号。

3.工业物联网(IIoT)

在之前以Wi-Fi 6/6E应用为重点的一项研究中，WBA已经探索出了工业物联网市场的潜在用例，涵盖那些要求确定性或严苛时延的用例(见图3)。具体包括:

·自主移动机器人(AMR)

·AMR视频融合

·安全控制装置，如可编程逻辑控制器(PLC)

·基于AR/VR/XR的操作

随着Wi-Fi 7的发展，预计这些功能将通过完善流分类服务(SCS)、QoS特征等调度机制以及多链路设备(MLD)功能得到扩展。

SCS功能可对特定IP流进行分类和Wi-Fi QoS处理，使语音、视频和游戏等敏感流量优先于大数据业务。因此，Wi-Fi 7 SCS功能可促进工业应用所需的确定性Wi-Fi业务。借助上行链路触发式访问技术，可以确定性地为已启用了SCS的预定设备调度Wi-Fi接入业务。

图3：Wi-Fi 6/6E/7的工业物联网用例。(来源：WBA1)

其他潜在用例还包括视频会议、企业部署中的无线回传、服务提供商管理的家庭应用以及未来互联家庭的Wi-Fi网状架构。

小结

基于所具的更高速度、更短时延、更高可靠性和效率，Wi-Fi 7将改善无线的连接性能。高吞吐量、低时延和稳定的性能，将进一步改善用户在XR/AR/VR、在线游戏、工业物联网和视频会议等高要求应用中的体验。它还将在高密度安装应用中支持更多设备，并增加Wi-Fi在公司、工业和住宅环境中的应用。可期待的是，在获得Wi-Fi联盟认证后，WBA预计Wi-Fi 7设备的启用率和网络部署量将会得到迅速增长。

(参考原文：exploring-wi-fi-7-new-capabilities-and-applications）

本文为《电子工程专辑》2024年2月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。点击申请免费杂志订阅