WiFi7的最新进展以及它究竟有多强？
WiFi作为目前人们最常用的无线连接技术，从桌面终端、移动终端、家用电器，到汽车，随处都可以见到WiFi的身影。WiFi在为数十亿的设备提供着接入互联网的服务。据WiFi联盟估计，到2024年，每年将会有近40亿台WiFi设备出货。
自从IEEE在20世纪90年代初成立专门的802.11工作组，专门研究和定制WLAN(无线局域网)的标准协议，并在1997年6月推出的第一代WLAN协议---IEEE 802.11-1997开始，经历了802.11a/b、802.11g、WiFi4（802.11n）、WiFi5（802.11ac）、WiFi6（802.11ax），以及WiFi6E，如今WiFi7的芯片和终端产品也开始进入市场。
Wi-Fi 7的最新进展
其实，Wi-Fi 7的到来并非毫无征兆。今年上半年，关于Wi-Fi 7的新闻已经多次见诸报端。
以高通为例。2022年2月，高通推出全球首款Wi-Fi 7芯片FastConnect 7800。不久后，5月4日，高通又宣布推出支持Wi-Fi 7网络的第三代高通专业联网平台产品组合。这次新华三全球首推Wi-Fi 7产品，就是基于高通的最新解决方案。
不过，从宏观来看，Wi-Fi 7的到来还是比想象中更早一些。去年，行业曾预计Wi-Fi 7将于2024年正式商用。没想到，实际情况提前了至少一年。
上世纪90年代末，电子半导体工艺的成熟，信息和通信技术的高速发展，催生了第一代Wi-Fi技术。
后来，数码电子产品的小型化，尤其是智能手机的出现，让移动互联网得以全面爆发。Wi-Fi作为蜂窝网络的重要补充，一直都在为用户提供低成本且灵活的无线网络接入。
近年来，XR扩展现实、元宇宙、社交游戏、远程办公、企业上云等需求的爆发，更是进一步刺激了用户对高性能网络接入的需求。人们需要5G网络，也需要能力更强的Wi-Fi技术，满足这些需求。
从另一个角度来看，如今，光纤宽带的速率不断提升(国内千兆宽带用户数已经达到了4596万户)，让传统的Wi-Fi技术成为了瓶颈。传统Wi-Fi的速率太低，时延太大，容量和稳定性等各方面都存在不足。
2023年，更高速率的宽带接入技术将会迎来商用
所以，才需要对Wi-Fi技术进行快速迭代，确保能够跟上光纤宽带技术的发展，也能给用户带来更好的使用体验。
Wi-Fi 7，就是在这样的背景下诞生的。
Wi-Fi 7究竟有多强?
Wi-Fi 7的官方标准名称，叫做802.11be。它还有另外一个名字，叫做EHT (Extteme见Throughput，极高吞吐量)。
Wi-Fi 7到底有什么特别之处呢? 相比Wi-Fi 6，它在哪些方面进行了提升?
下表可以方便大家直观地进行技术对比：
大家可以看到，在320MHz频宽、4K QAM、增强MU-MIMO等技术的加持下，WiFi 7的最高理论速率可以达到 46 Gbps，是Wi-Fi 6最高理论速率的3倍以上。
接下来给大家介绍一下Wi-Fi 7的关键技术。
首先，是扩展频宽
扩展频率带宽是实现网速提升最有效的手段之一。频宽变大了，也就意味着车道变宽、变多了运输能力当然就更大了。
众所周知，一直以来Wi-Fi有两个频段范围，分别是2.4GHz和5GHz。
Wi-Fi 6到来后，为了增加对6GHz频段的支持，演进出了Wi-Fi 6E。
在Wi-Fi 7中，继续沿用了Wi-Fi 6E对6GHz频段的支持。
此外，Wi-Fi 7还增加新的带宽模式，包括: 连续240MHZ、非连续160+80MHz、连续320MHz和非连续160+160MHz。
大家可能会问，为什么还会有160+80、160+160这种带宽模式呢?
这就要从早期的信道绑定技术开始说起了在Wi-Fi 4(802.11n) 时代，为了提高频率带宽，引入了将信道进行绑定的技术。
当时，是将相邻的2个20MHz信道 (一个被称为主信道，另一个就是从信道) 绑定成一个40MHz信道，以此成倍提升数据传输速率。
后来，随着技术演进，信道绑定变得越来越强大。到了Wi-Fi 7阶段，演变为了多连接技术(Multi-Link多链路机制) 。
这种技术，可以向客户端提供使用不同信道的多种选项，既可以多选一，也可以同时使用。
多选一的情况下，终端在每次传输时，均使用第一个可用频段。一旦完成前次传输，则可选择任意频段进行接下来的传输，以此避免拥堵、降低延迟。
这种方式也可以扩展到高频频段 (5GHZ和6GH频段)。
例如，系统在5GHz频段遇到干扰，那么系统可以很快把链路跳到6GHz频段，规避干扰。
再例如，路由器端在分别进行数据传输时，如果发现6GHz频段时延比较低，就可以把一些低时延应用的数据包，通过6GHz频段发送。如果突然发现5GHz频段特别适合进行大数据量的传输时，也会通过5GHz频段去传输数据。
除了信道选择之外，多连接技术还可以进行更厉害的“信道绑定”，也就是在两个不同的频段同时建立连接，两者的数据连接可以叠加使用，实现更高的吞吐量。
这种“信道绑定”同样可以扩展到高频频段，效果更加明显。
在有些国家 (包括我国)和地区，6GHZ频段暂时没有被分配给Wi-Fi，也就不能使用连续的320MHz。这样的话，就可以利用高频段多连接并发技术，通过聚合两个可用信道，提供更宽的有效信道。
例如，将5GHz的160MHz和80MHz合并为一个240MHz，可以实现4.3Gbps的最高理论速度或者，将5GHz的2个160MHz合并为一个320MHz，实现5.7Gbps的最高理论速度。
多连接技术，建立了新的频谱管理、协调和传输机制，可以实现频谱资源的高效利界，到界富性能的吞吐量以及更低时延。
值得一提的是，Wi-Fi 7还带来了名为”前导码打孔 (Preamble Puncturing)”的创新技术。
在某些情境下，现有用户会在空闲的连续信道中 (如20MHz或40MHz) 占用一部分带宽，就会阻止AP接入点使用该连续信道，导致带宽降级。
"前导码打孔“技术的作用，就是在连续信道的从信道遇到干扰时，将主信道和剩下的不连续的可用从信道进行捆绑。这就减少了频宽浪费，提升了频谱利用率。
因为这种带宽模式的信息是发送端通过”前导码”携带给接收端的，而且，跳过的忙碌信道就好像被打了一个孔一样，所以，称之为“前导码打孔”。
然后是调制方式。
调制就是为了提高单个信号所携带的数据量。Wi-Fi 6的最高调制方式是1K QAM，其中调制符号承载10bit。后来，Wi-Fi 6E出现，高通就率先引入了更高阶的4K QAM调制方式，使得调制符号能够承载12bit。在相同的编码下，可以获得20%的速率提升。
到了Wi-Fi 7时代，4K QAM成为了标配：
需要注意的是，4K QAM高阶调制的技术实现难度很高。它的算法复杂度比1K QAM多了很多倍，对芯片元器件提出了很高的要求，也对信道质量有很高要求。
再来看看MIMO技术
MIMO，就是Multiple Input Multiple Output (多收多发) ，多天线技术。
早在Wi-Fi 4时代，就引入了MIMO技术。它当时是4x4 SU-MIMO (SU为single-user，单用户)，可以有效提升连接速率。
Wi-Fi 6时，最多支持8条数据流。一般手机只有2根Wi-Fi天线 (2x2 MIMO) ，所以路器侧更多数据流，主要是为了提升接入终端的数量。Wi-Fi 6的一大改进，就是引入了MU-MIMO (MU为multi-user，多用户)，让多个设备可以同时使用多条数据流与接入点进行通信。
传统Wi-Fi 6方案只要求了下行MU-MIMO和OFDMA，高通则增加了对上行MU-MIMO和OFDMA的支持。
Wi-Fi 7，将数据流提升为16条，变成了16x16 UL/DL MU-MIMO。从单个路由器来说，理论上可以通过16根天线来收发信号，理论上可以将物理传输速率提升两倍以上。
值得一提的是，高通著名的实时双Wi-Fi 6 (即4路双频并发，DBS) 技术，可以支持实时双频Wi-Fi，也就是说，让手机可以同时连接2x2模式的2.4GHz和5GHz (2x2+2x2)。
在这种情况下，用户无须手动切换网络，手机直接做出最合理的选择，既可以发挥2.4GHz频段的穿墙优势，又可以发挥5GHz频段高吞吐量、干扰少的优势。
前面提到的高通FastConnect 7800，把4路双频并发进一步扩展到了6GHz频段。这也是前面提到的Wi-Fi 7 阶段高通”高频多连接并发技术”的前提。
作为高通Wi-Fi 7方案的专有优势，这项一脉传承下来的技术显著提升了空间分集的层次，将天线资源的利用率提高到最大，从而保证了高速率、低时延，提升了连接稳定性和频谱资源效率。
最后，再说说Wi-Fi 7带来的一个新特性-CMU-MIMO。
CMU比MU多了一个C，这个C代表Coordinated (协同) 。意思就是说，CMU-MIMO的16条数据流，可以不由一个AP (Access Point，接入点) 提供，而是由多个AP同时提供。
这意味着多个AP之间需要相互协同进行工作。
无线终端的数量增加，是这些年来Wi-Fi 发展的一大特点。手机、平板、笔记本电脑，甚至包括冰箱、电视、洗衣机等家电，都需要接入无线网络，对Wi-Fi的接入能力和覆盖范围提出了更多的要求。很多用户也为这个问题感到困扰。
为了扩大Wi-Fi网络的覆盖范围，厂商想了很多办法，例如有线、无线桥接，Mesh组网，子母路由，等等。这其实就是增加AP数量，增强信号覆盖。
从某种程度上来说，这就是AP之间协同的早期形式。
在Wi-Fi 7之前，AP的协同形式比较简单。个别厂商，会开发一些自定义的技术，实现网络自动调优、智能漫游等WLAN功能，实现本品牌下路由产品的基本协同。协作的目的也公是贷借信遵选择，调整AP间负载等。
如今，Wi-Fi 7出来了，将多AP间的协同调度上升到了标准的高度。
也就是说，只要符合标准，不同厂商之间的路由AP，也可以进行协同。
而且，协同的层级变得更加深入，功能也更强大，包括小区间的在时域和频域的协调规划，小区间的干扰协调，以及分布式MIMO，都可以通过AP协同实现。
这有效降低了AP之间的干扰，也极大提升无线空口资源的利用率。
端到端，才能玩转Wi-Fi 7
要充分释放Wi-Fi 7的潜力，完美体现其所有性能，还是需要端到端的方案支持才行。从路由器到手机，都需要先进技术的支持。
从芯片角度，已有端到端的产品发布一一高通的两套Wi-Fi 7方案，一个是应用于终端的FastConnect 7800，另一个是应用于网络侧的第三代高通专业联网平台系列。
高通的FastConnect 7800移动连接系统，支持最新的Wi-Fi 7规范，支持5.8Gbps (320MHz信道或配对的160MHz信道)或4.3Gbps (针对6GH频谱不可用地区) 的峰值速度。时延方面缩小为2ms，相比Wi-Fi 6有10倍以上的提升。
第三代高通专业联网平台，面向下一代企业级接入点、高性能路由器和运营商网关，支持6路至16路数据流网络连接。
从单个信道的性能来说，平台的单信道无线物理层 (PHY) 速率提升至11.5Gbps。从整体来看，系统的最大物理层速率高达33Gbps。此外，单个信道的用户容量超过500个。
结语
Wi-Fi 7全面商用的第一枪已经打响。下半年，随着芯片的规模出货，相信会有更多Wi-Fi 7商用产品推出。这些产品将会带给用户超高速率、超低时延、超大容量的全新网络体验，也将激活更多的C端和B端业务场景，推动数字生活品质升级，以及全社会的数字化转型。在Wi-Fi 7和5G的共同助力下，我们迈向数智时代的步伐，将会变得更快、更稳。
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