Wi-Fi 7介绍

目标

Timeline of the 11be standardization process

Wi-Fi 7对应由ieee802.11 TGbe负责的项目802.11be,TGbe由EHT、RTA和FD三个TIG合并而来,通过修改802.11 PHY和MAC层来让载波频率可以操作在1到7.25GHz之间,支持SAP处有至少30Gbps的吞吐量的操作模式,以及改善延迟和抖动操作模式。

802.11be中讨论的主要候选功能如下所列:

  • 320MHz bandwidth and more efficient utilization of non-contiguous spectrum
  • Multi-band/multi-channel aggregation and operation
  • 16 spatial streams and MIMO
  • Multi-AP Coordination(e.g. coordinated and joint transmission)
  • Enhanced link adaptation and retransmission protocol(e.g. HARQ)
  • Adaptation to regulatory rules specific to 6 GHz spectrem

协议内容

根据802.11be项目的目标,802.11 PHY和MAC层有对应的改动,以下针对802.11be协议的D1.3版本的主要内容作介绍。

802.11be对应于EHT STA,STA通过EHT Capabilities element来声明其是一个EHT STA,其中包括了EHT PHY和MAC的能力。

PHY的变化

320MHz Channel

802.11be增加了320MHz channel,通过以下IE来配置使用:

  • EHT Capabilities element,包含了EHT PHY所支持的channel配置
  • EHT Operation element,包含了当期EHT STA的channel配置信息

新增的320MHz channel由位于6GHz频带的任意两个相邻的160MHz channel组成,详细可以参考下列图表:

6 GHz Channel Allocations
6 GHz Channel Allocations

P802.11be D1.3 9.4.2.311 EHT Operation element
P802.11be D1.3 9.4.2.311 EHT Capabilities element

16×16空间流

PAR里提到会支持16×16的NSS,但是目前802.11be D1.3里还没有看到相关内容。

4K QAM调制

Wi-Fi 6的调制最高支持1024 QAM,Wi-Fi 7增加了4096 QAM,也即调制符号承载从10bit提高到了12bit,在相同的编码下,Wi-Fi 7的4096 QAM比1024 QAM有20%的速率提升。

4096 QAM对应的MCS index为12和13,EHT Capabilities element中包含PHY所支持的MCS。

(图片-RU分配)

P802.11be D1.3 9.4.2.311 EHT Capabilities element

Multi-RU

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,限制了频谱资源调度的灵活性。为了进一步提升频谱效率,Wi-Fi 7中定义了允许将多个RU分配给单用户的机制。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,即: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。

trigger frame中的EHT variant user info field里的RU Allocation栏位包含了EHT PHY的RU/MRU信息。

P802.11be D1.3 9.3.1.22.1.2.2 EHT variant user info field

EHT PPDU

EHT PHY定义了两个PPDU格式:

  • EHT MU PPDU,用来传输到一个或多个用户
  • EHT TB PPDU,用来响应来自AP的trigger frame

它们两个在格式上的区别有:

  • EHT MU PPDU有EHT-SIG域展现,EHT TB PPDU没有EHT-SIG域
  • EHT TB PPDU中EHT-STF域的持续时间是EHT MU PPDU的两倍

(图片-PPDU帧格式)

P802.11be D1.3 36.3.4 EHT PPDU formats

MLD(Multi-Link Device)

从定义上讲,MLD是一个逻辑实体,有多个隶属的STA,这些STA到LLC有相同的MAC SAP,同时MAC data service也是相同的。

从结构上讲,多个PHY以及对应的MAC组成了MLD,这些不同的MAC最终提供一个单一的MAC SAP给LLC。也即LLC感知到的MLD等同于非MLD的单MAC结构。

从需求上讲,MLD结合了PHY和MAC,MLD的PHY层需要支持多个PHY同时工作,MAC层需要支持在一个LLC实体和多个PHY实体之间进行访问控制。

(图片-MLD参考模型)(图片-MLD通讯示例)

MAC的变化

MLO,HARQ,PSC,Multi-AP

MLO(Multi-Link operation)

MLO指代在两个MLD之间的操作。

相关实现

参考资源

ieee文档:
P802_11be_PAR.pdf
P802.11be Approved CSD
Current Status and Directions of IEEE 802.11be, the Future Wi-Fi 7
Future-and-Indoor-Networks

网络资源:
什么是WiFi 7?
Wi-Fi 7(802.11be)前瞻1:展望下一代的Wi-Fi技术
Wi-Fi 7(802.11be)前瞻2:协议组当前进展
Wi-Fi 7(802.11be)前瞻3:HARQ技术
Wi-Fi 7(802.11be)前瞻4:MLO(Multi-Link Operation)
Wi-Fi 7(802.11be)前瞻5:Wi-Fi 7技术特点(截止到D1.0阶段)

Wi-Fi 7介绍
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