Wi-Fi 7 是新一代 Wi-Fi 标准,对应 IEEE 802.11 工作组发布的新的修订标准IEEE 802.11be。
Wi-Fi 4标准基于IEEE 802.11n协议,于2007年正式发布,工作在2.4和5GHz频段,支持 4×4 MIMO,40Mhz 频宽,64-QAM 调制,最大物理层速率600Mbps。Wi-Fi 5 标准基于 IEEE 802.11ac 协议,于 2013 年正式发布,工作在5GHz频段,最大支持 8×8 MIMO,信道带宽扩展到 80MHz 和160MHz,调制方式支持 256-QAM,最大物理层速率达 6.9Gbps。 Wi-Fi 6标准基于IEEE 802.11ax协议,于2019年正式发布,可工作在2.4GHz、5GHz 频段,最大支持 8×8 MIMO,引入 OFDMA,UL/DL MU-MIMO,TWT(target wake time),1024-QAM 新特性,支持 WPA3 增强安全特性,最大物理层速率达 9.6Gbps。
Wi-Fi6E 技术在 2021 年发布,扩展Wi-Fi6 技术应用在6GHz新频段,更好支持高带宽、低时延长应用。 Wi-Fi 7 IEEE P802.11be(Extremely High Throughput,简称EHT 协议)是最新修订的新一代 Wi-Fi 技术标准,于 2019 年 3 月正式建立工作组(WG),2020年 9 月发布 Draft0.1 技术规范框架文档,2024 年 2 月完成IEEE SA投票,预计2024 年 9 月发布正式版本。Wi-Fi 联盟已于 2024 年 1 月开始启动产品Wi-Fi7认证。
Wi-Fi 7 相比于 Wi-Fi6,除了显而易见的速率提升,更主要体现在用户性能提升上。

(1)频谱资源更快,干扰更低:Wi-Fi7 支持 6GHz 频段,6GHz 无需关注兼容性问题,可实现低时延,国内因频谱限制暂无法使用。除此之外,Wi-Fi7采用 OFDMA、Co-SR 等抗干扰技术,降低干扰并提高空间复用效率。(2)最大频宽更快:Wi-Fi7 的最大信道带宽从 160MHz 升级到|320MHz,速率提升 100%,国内因 6GHz 频谱暂未开放,暂无法使用。(3)调制方式更快:Wi-Fi7 调制方式从 1024-QAM 升级至4096-QAM,速率提升 20%。 (4)MRU 更低时延:Wi-Fi7 支持 MRU 动态资源调度,业务时延降低25%。(5)多链路更可靠,更低时延:Wi-i7 引入的 Muti-Link,支持终端多链路,实现多发选收,提升可靠性。
3.1 物理层提升
(1)调制方式 4096-QAM QAM 调制利用信号的振幅和相位两个维度来表示不同的调制符号。在QAM调制方式中,调制符号的个数和调制阶数相关,调制阶数越高,每个调制符号所携带的比特数就越多,从而实现更高的数据传输速率。Wi-Fi 6 的最高调制方式是 1024-QAM,其中调制符号承载 10 个比特信息。为了进一步提升速率,Wi-Fi 7 将会引入 4096-QAM,使得调制符号承载 12 个比特信息。因此,在相同的编码下,相比于 Wi-Fi 6 的 1024-QAM,Wi-Fi 7 的 4096-QAM获得20%的速率提升。
(2)支持最大 320MHz 带宽 Wi-Fi7 支持最大 320MHz 带宽,2.4GHz 和 5GHz 频段免授权频谱有限且拥挤,现有 Wi-Fi 在运行 VR/AR 等新兴应用时,不可避免地会遇到QoS 低的问题。为了实现最大吞吐量不低 30Gbps 的目标,Wi-Fi 7 将继续引入6GHz 频段,并增加新的带宽模式,包括连续 240MHz,非连续 160+80MHz,连续320 MHz 和非连续 160+160MHz。

3.2 多链路设备(MLD)
Wi-Fi 7 引入了一种新的 MAC 功能,称为“多链路操作”(MLO)。一个 MLO 设备(MLD)可以与其他 MLD 在不同的通道上建立多条链路,如图所示。AP 和 STA 之间的设置/关联通过单条链路完成。
MLO 带来的益处主要包括:通过多条链路汇聚传输数据,提高了吞吐量,例如 5GHz 和 6GHz 最大汇聚吞吐量是 Wi-Fi 6 的3.6 倍。MLO多条链路同时传输数据,降低了网络时延,通过多条链路传输复制的数据或在链路之间负载均衡,提高了网络的整体稳定性。 MLO 类型包括 MLSR(多链路单无线电)、eMLSR(增强型多链路单无线电)、NSTR MLMR(多链路多无线电非同时发送和接收)、STRMLMR(多链路多无线电同时发送和接收)。
3.3 OFDMA 增强
Wi-Fi 6 标准引入了 OFDMA(正交频分多址)技术,OFDMA允许将信道带宽中的子载波分组为称为 RU(Resource Unit)的较小部分。这些单独的 RU 被分配给不同的客户端,允许接入点在上行链路和下行链路传输期间同时为它们提供服务。在 Wi-Fi 6 中,每个用户只能在分配到的特定RU上发送或接收帧,大大限制了频谱资源调度的灵活性。为解决该问题,进一步提升频谱效率,Wi-Fi 7 标准中定义了允许将多个RU 分配给单用户的机制。 Wi-Fi 7 基于此构建在 EHT PHY 中支持新的 MRU(Multi-RU)功能,MRU 主要作用可以减少干扰带来的信道损失,持续提升OFDMA效率。MRU 允许将多个 RU 分配给单个用户,一个 MRU 包括26-tone、52-tone、106-tone、242-tone、484-tone、996-tone、2x996-tone 或4x996-tone 的组合RU。小于 242-tone RU 定义为小尺寸 RU,大于等于242-tone 的RU定义为大尺寸 RU,为了平衡实现的复杂度和频谱的利用率,协议中对RU的组合做了一定的限制: 小规格 RU(小于 242-Tone 的 RU)只能与小规格RU 合并大规格 RU(大于等于 242-Tone 的 RU)只能与大规格RU合并不允许小规格 RU 和大规格 RU 混合使用。
小规格 RU 组合时必须是连续信道,大规格 RU 可以使用非连续信道。Preamble Puncture(前导码穿孔)是 Wi-Fi 6 中的可选功能,但由于每个终端只能选择一个 RU,所以在 Preamble Puncture 之后,剩余的频谱资源需要重新选择合适的终端进行接入,当只有一个终端的话,它就无法用完全部的频谱资源,只能选取避开干扰后的多个 RU 中的任意一个RU进行使用。由于在 Wi-Fi 7 中引入了 MRU 技术,此时这个用户就可以使用全部的RU了。Preamble Puncture 和 MRU 是一个紧密结合的关系。IEEE 802.11be 技术规范中定义了有限数量的 Puncture 模式,减少实施的复杂度,并且如果两个子信道被 Puncture,它们必须是连续的信道。
3.4 Wi-Fi7 其他关键技术
由于大部分流量都是发生在智能手机上,终端节能是必须考虑的事项。MLD 会导致两个设备之间的能量消耗大幅上升,当流量非常小时,设备不需要在多条链路上监听。在 802.11ah 的 TWT(target wake time)节能机制应用到了 Wi-Fi 7 技术中,TWT 技术关键是定义了最初的协商机制,在协商过程中确定相关的会话参数,通过 TWT,终端可以在唤醒期与AP保持数据通讯,在 TWT 服务期之外的时间保持休眠,以节约电能。在 802.11 be 中描述的受限制的 TWT(R-TWT)操作,使STA可以使用增强的介质访问保护和资源预留机制支持时延敏感的流量。R-TWT会话周期在广播 TWT 中公布相关参数,STA 需要与 R-TWT 建立成员资格才能使用 R-TWT 服务。