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wifi7与wifi6区别一文读懂(上)

wifi7是什么意思 ?wifi7与wifi6区别在那里 ?主要是wifi7速率更高 ,时延更低 。wifi7的速率理论上最高可达wifi6的4.8倍 ,主要提升在编码方法、最大信道有用子载波数目、空间流数目三个因素上 。

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    宣布时间:2023-06-27

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我想谈论

摘要:

wifi7与wifi6区别在那里 ?wifi7是什么意思 ?wifi7是Wi-Fi同盟即将推出的最新一代wifi手艺标准 。wifi7和wifi6的区别 ,主要是wifi7速率更高 ,时延更低 。本文上篇详细阐释了wifi7速率23.06Gbps是怎样盘算出来的 ,五大影响因素是什么 ,wifi7有提升的三大手艺是什么 。

 

名词说明:

wifi7 ,网络通俗写法;标准写法是:Wi-Fi 7 。

wifi6 ,网络通俗写法;标准写法是:Wi-Fi 6 。

 

凭证Wi-Fi同盟(Wi-Fi Alliance)数据 ,下一代360度AR/VR应用对无线带宽的需求最高已经抵达200Mbps;另据来自英美2000位游戏玩家的一线调研报告 ,“97%的游戏玩家一经遇到过延迟问题” 。从应用出发 ,大带宽、低时延的下一代无线网络呼之欲出 。

Wi-Fi同盟在2019年推出IEEE 802.11ax标准(Wi-Fi 6)的4年后 ,即将推出新一代IEEE 802.11be标准 ,即Wi-Fi 7 。

IEEE 802.11标准生长历程

WIFI同盟为IEEE 802.11be标准设定的目的主要为两个:最大吞吐量至少抵达30Gbps(a maximum thoughtput of at least 30Gbps)、最差的时延和颤抖水平获得提升(improved worst case latency and jitter) 。这两个目的 ,一个提升数据传输速率;一个降低时延 。

下文将分上、下两篇 ,划分先容Wi-Fi 7独吞的手艺 ,其中上篇重点先容提升速率的手艺 。

1. wifi7相关基本看法

Wi-Fi通讯在物理上的传输载体是电磁波 � ?梢�Wi-Fi通讯的电磁波 ,一样平常分为三个频段(band):2.4GHz频段、5GHz频段、6GHz频段 。

频段进一步划分为较小的信道(Channel) 。

以2.4GHz频段为例 ,频率从2.401GHz到2.483GHz ,被分为13个信道(2.4G频段一共14个信道 ,中国只开放前13个信道) 。

2.4GHz频段的13个信道

信道带宽(Bandwidth) ,也称频宽 ,信道最大频率减去最小频率的差值 ,体现这个信道笼罩频率规模 。

2.4G频段中每个信道带宽是22MHz 。一样平常说信道带宽20MHz ,由于这22MHz中有2MHz是隔离带 ,用以区隔相邻信道 ,不传输数据 。

子载波(Tone) ,信道进一步细分 ,把20MHz信道细分为256个子载波 ,每个子载波频宽78.125KHz 。256个子载波中 ,有些是传输管理信息 ,只有234个传输数据 ,又被称为有用子载波 。子载波是无线传输在频域上最小单位 。

符号(Symbol) ,无线传输在时域上的传输单位 。

速率(Rate) ,就是单位时间内 ,从AP(Access point ,无线接入点)和STA(Station ,无线终端)之间传输的信息量 。速率一样平常用比特/秒(bps)为单位来计量 。

2. wifi7与wifi6区别之一:提升wifi7速率的手艺

2.1 编码方法:4096-QAM

编码方法是一种无线信号调制手艺 ,以无线电波的差别幅度、相位或频率的组合来体现数据信息 。编码方法决议了在一个符号(Symbol)里所能承载的比特(bit)数目 。

Wi-Fi 6 接纳最高 1024-QAM 调制 ,每个Symbol承载 10bit 信息 。Wi-Fi 7 接纳最高 4096-QAM 调制 ,每个Symbol承载 12bit 信息 。Wi-Fi 7编码能力是Wi-Fi 6的1.2倍 ,转达信息密度更大 。

1024-QAM和4096-QAM手艺比照

可以形象明确为:无线通讯就是在AP和STA两地之间通过汽车运输货物 。信道、子载波就是蹊径的宽窄 ,一个Symbol就是一辆货车 ,货物就是数据信息 。Wi-Fi 6一车运输10bit ,Wi-Fi 7一车运输量提升为12bit ,Wi-Fi 7单车运载信息量是Wi-Fi 6的1.2倍 。

1024-QAM和4096-QAM车载量比照

2.2 码率: 5/6

现实传输时 ,单个Symbol的12bit不会都用来传输数据 ,要拿出一定bit用作纠错信息码 ,调解传输历程中可能的过失 。单Symbol中扫除纠错信息码 ,有用传输信息占12bit的比例就是码率 。

Wi-Fi 6的1024-QAM调制的码率最高是5/6 ,Wi-Fi 7的4096-QAM码率最高也是5/6 。在码率上 ,Wi-Fi 7并没有提升 。

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7的码率比照

可以形象地明确为:运载信息的汽车空间不可装满货物 ,有一定空间用作管理 。Wi-Fi 7的有用运载率和Wi-Fi 6一样 ,均为5/6 。

2.3 最大信道: 320MHz

在中国 ,Wi-Fi 6支持2.4GHz、5GHz两个频段 ,其中5GHz又可细分为5.2GHz频段(5G低频段)和5.8GHz频段(5G高频段) 。

2.4GHz、5.2GHz、6GHz的信道捆绑情形

无线传输中 ,基础信道就是20MHz 。2.4GHz频段中支持3个非重叠20MHz信道(拜见图二) ,5.2GHz频段支持8个非重叠信道 ,5.8GHz频段支持5个非重叠信道 。Wi-Fi 6一共支持16个非重叠20MHz信道 。

要提高速率 ,最直接方法是提高蹊径的宽度 。通过信道捆绑手艺 ,把多个一连信道捆绑成更大带宽的信道 。

信道捆绑手艺把一连2个20MHz信道捆绑为40MHz信道 ,把2个一连40MHz信道捆绑成80MHz信道 ,Wi-Fi 6最高支持把2个一连80MHz信道捆绑成160MHz信道 。

Wi-Fi 7标准中启用6GHz频段 ,在这个频段上有大宗一连信道 ,并且滋扰少 ,信道质量高 ,更适合捆绑信道 。Wi-Fi 7支持最大捆绑成320MHz信道 。

一个20MHz的信道可以包括234个有用子载波(拜见“wifi7相关基本看法”) 。一个160MHz信道包括1960个有用子载波 。一个320MHz信道包括3920个有用子载波 。

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7差别信道包括的有用子载波数目表

要让Wi-Fi的速率抵达峰值 ,就只在最大信道上传输数据 。Wi-Fi 6单次最大可以传输1960个有用子载波;Wi-Fi 7单次可以传输3920个 。Wi-Fi 7最大单次传输有用子载波数目是Wi-Fi 6的2倍 。

可以形象地明确为:Wi-Fi 6在最大160MHz带宽下一次可以最多并排跑1960辆车;Wi-Fi 7在最大320MHz带宽下一次最多可以跑3920辆车 。

Wi-Fi 7在320MHz信道,传输能力是Wi-Fi 6在160MHz信道的2倍

2.4 符号传输时间: 13.6μs

以上讲的编码方法、码率、有用子载波数目 ,都是从空间角度 ,即频域维度而言;而波的传输 ,尚有传输时间角度 ,时域维度 。

从时域维度看 ,传输单位是符号(Symbol) 。为阻止Symbol在传输时的相互滋扰 ,在相邻Symbol传输的中心设定�;ぞ嗬耄�Guard Interval) ,GI 。单位是微秒 (μs) 。1秒 (s)=1000000 微秒 (μs) 。

一个完整的Symbol传输时间=单Symbol传输时间+GI

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7的Symbol传输时间

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7的单Symbol传输时间没有转变 。单Symbol传输时长都是12.8μs 。选择GI 0.8μs来盘算 ,1000000/(12.8+0.8)=73529 。体现一秒钟可以发出73529个Symbol 。

在Symbol传输能力上 ,Wi-Fi 7和Wi-Fi 6的能力一样 ,没有提升 。

可以形象地明确为:在Wi-Fi 7的320MHz捆绑信道上 ,每排可以并排跑3920辆车 ,而1秒钟可以跑73529排 。

Wi-Fi 6和Wi-Fi 7一秒钟可以发几多趟信息

2.6 理论速率盘算公式

至此 ,就可以盛大推出Wi-Fi理论速率峰值的盘算公式:

Wi-Fi理论速率=编码方法*码率*最大信道有用子载波数目*单位时间符号传输数目*空间流数目

=12*5/6*3920*73529*8

=23.06Gbps

由此得出:

1)Wi-Fi 7理论速率最大峰值可以抵达23.06Gbps;

2)相比Wi-Fi 6理论速率峰值9.6Gbps ,Wi-Fi 7的理论峰值速率是Wi-Fi 6的2.4倍;

3)Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6 ,速率提升主要源于以下几个手艺点
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上篇小结:

《wifi7与wifi6区别一文读懂》(上) ,详细叙述了wifi7与wifi6区别之一:提升wifi7速率的手艺 。也基本回覆了wifi7是什么意思这个问题 。wifi7的速率理论上最高可达wifi6的2.4倍 ,主要提升在编码方法、最大信道有用子载波数目、空间流数目三个因素上 。下篇将叙述另外几个要害wifi7手艺 。


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