Wi-Fi 7 蓄势待发

2022-09-13 12:13:45 来源:EETOP

随着包括增强现实 (AR)、虚拟现实 (VR) 和在线游戏在内的新兴视频应用,多媒体交付的吞吐量要求将不断增长,并远远超出 WLAN(无线局域网)标准的能力:Wi- Fi 6。

为满足这些新兴需求,IEEE 802.11 将发布新标准 IEEE 802.11be,也称为Wi-Fi 7。截至目前,Wi-Fi 7 处于草案阶段,据报道,Wi-Fi联盟早在 7 月就发布了 Wi-Fi 7 规范的草案 2.0。

在本文中,我们将回顾 Wi-Fi 的历史,解释 Wi-Fi 7 中的内容,并了解芯片供应商针对 Wi-Fi 7 的发展。

从 CSMA 到 OFDMA

自 1997 年首次发布 Wi-Fi 以来,标准不断发展,为用户带来更快的速度和更高的频谱效率。早期的 Wi-Fi 标准使用载波侦听多路访问 (CSMA) 协议,其中在开始数据传输之前检查通道的流量。然后是正交频分复用 (OFDM) 协议,其中数据包含在多个载波频率上。

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Wi-Fi 7 之前的无线网络版本

Wi-Fi 5 通过提供每秒千兆位数据速率来加速 Wi-Fi 标准。它包括100 MHz的更宽带宽、更多的MIMO空间流以及高达256 QAM的高密度调制(正交幅度调制)。它的继任者Wi-Fi 6 / 6E通过利用OFDMA协议提供了四倍的可扩展性。

OFDMA 将传输数据包组合在一起,并将它们同时发送到多个端点。它将网络吞吐量提高了三倍。得益于 1024 QAM 高密度调制,它还具有更高的安全性和降低 75% 的延迟。

W-Fi 6E采用了多项新技术。Wi-Fi 7将使用其中一些技术和新的技术来充分利用新的6 GHz频谱。它结合了多种技术,如自动频率协调,多链路操作和4K QAM,以增加无线功能、减少延迟并使Wi-Fi更加灵活和响应用户。

自动频率协调 (AFC) 

如前所述,Wi-Fi 7利用了Wi-Fi 6E中首次亮相的一些技术,AFC就是这些技术之一。Wi-Fi 6E 和Wi-Fi 7 进入 6 GHz 频段。然而,气象雷达系统和射电天文学家也依赖于这个频段。

AFC 通过在不干扰其他系统的频带中传输,使 WLAN 可以围绕现有用户运行。当附近没有其他系统使用此频谱时,它还会增加系统的吞吐量。

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多个资源单元分配。图片由英特尔提供

为了实现这种频率协调,IEEE 802.11ax 支持通过刺穿操作信道向用户分配资源单元 (RU)。在Wi-Fi 6中,每个用户都被分配到一个特定的RU来发送和接收数据帧,这限制了频谱的灵活性。Wi-Fi 7通过为每个用户分配多个RU来解决此问题,从而提高频谱效率。

多链路操作 (MLO)

MLO利用了这样一个事实,即Wi-Fi现有的5 GHz频段和新的6 GHz频段相对更接近。此功能将允许设备同时连接到两个通道以发送和接收数据。这两个通道也可以串联使用,这意味着如果连接速度较慢,数据通信可以在另一个通道中进行。

MLO以及在MAC(媒体访问控制)和网络物理层上运行的功能将有助于将Wi-Fi 7延迟降至10毫秒以下。

MLO 具有显著提高吞吐量的潜力,但它也需要更多可能的相位和幅度组合,以对应不同的二进制数据序列。因此,Wi-Fi 7 使用 4096 QAM,一种每符号传输 12 位的调制方案。也就是说,它一次可以叠加4096个信号。

向 Wi-Fi 7 的转变

根据韩国 IT News 的一篇文章英特尔最近在 7 月的亚太区新闻发布会上宣布了其计划在 2024 年将 Wi-Fi 7 商业化,其频率带宽是 Wi-Fi 6 的两倍。英特尔报告称,下一代 WLAN 标准的处理速度是 5.8 Gbps 的 2.4 倍,并且在转换数据时支持最高 36 Gbps 的速度。 

英特尔表示,它预测 Wi-Fi 7 将推动包括游戏、AR、VR 和机器人技术在内的技术进步。最终标准正在考虑 Wi-Fi 7 的几个附加功能。在韩国 IT 新闻的文章中,英特尔无线解决方案事业部副总裁兼总经理指出,距离 802.11be 的最终发布还有一年多的时间。考虑到这一点,“我们仍有机会进一步提高处理速度,”他说。不过,高通和联发科已经准备发布基于 Wi-Fi 7 的产品。

现有Wi-Fi 7 芯片方案

随着 Wi-Fi 7 的出现,一些芯片供应商已经开始推出支持新 Wi-Fi 规范的解决方案。

联发科完整的 Wi-Fi 7 平台

5 月下旬,联发科发布了 Filogic 880 和 Filogic 380 Wi-Fi 7 平台,用于电子领域的高带宽应用。Filogic 880将 Wi-Fi 7 接入点与先进的主机处理器和网络处理单元相结合,以支持 Wi-Fi、以太网和数据包处理性能。

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MediaTek 的 Filogic 880 和 Filogic 380 Wi-Fi 7 设备针对高带宽应用。

Filogic 880 采用可扩展架构,支持高达 4x4 的五频带宽,最高速度为 36 Gbps。它还提供各种接口和外围设备,以实现设计的灵活性。 

同时,Filogic 380是一款单芯片 6 nm Wi-Fi 7 和蓝牙 5.3 解决方案,用于优化连接。它支持 Wi-Fi 技术,例如 MLO、多 RU 和 4K QAM。此外,它还具有每通道高达 5 Gbps 的数据速度和双 2x2 无线电,可实现双基同步操作。

高通的 Wi-Fi 射频前端模块

今年 6 月,Qualcomm Technologies发布了针对 Wi-Fi 和蓝牙应用的新RFFE(射频前端)模块。这些模块专为智能手机、汽车技术、计算机、可穿戴设备、物联网 (IoT) 等而设计。

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Qualcomm 的射频前端 (RFFE) 将功率放大器 (PA)、低噪声放大器 (LNA)、滤波器和开关集成在一个模块中。

高通表示,其 Wi-Fi RFFE 模块由双工器、双工器、提取器和声学滤波器等重要组件组成,用于调节信号以实现最佳无线传输。这些产品补充了 Qualcomm ultraBAWultraSAW滤波器技术,提高了其射频性能,帮助 OEM 轻松开发节能无线解决方案。

Wi-Fi 7 蓄势待发

如果从Wi-Fi的历史中可以吸取任何教训,那就是这些协议需要时间才能从规范开发转向技术开发,然后最终转向产品开发。由于在这个有利可图的细分市场中,风险始终很高,芯片、路由器和其他设备的工程工作必须开始与规范工作并行进行,显然,Wi-Fi 7正在全力以赴,蓄势待发。

原文:

https://www.allaboutcircuits.com/news/wi-fi-7-solutions-gear-up-for-next-gen-system-designs/

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