白皮书:Wi-Fi 7 实现极高吞吐量

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无线通信测试 | Wi-Fi 7 测试

IEEE 802.11be 吞吐量性能

作者:Lisa Ward,罗德与施瓦茨技术经理;Jörg Köpp,罗德与施瓦茨市场细分兼技术经理

过去二十年间,WLAN 技术经历了飞跃式发展。从早期的 IEEE 802.11a/b/g 标准,到 Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) 高效能标准,各代 WLAN 技术不断提升吞吐量和频谱效率。

最新一代 WLAN 标准是 Wi-Fi 7 标准,也称为“极高吞吐量”(EHT)。该标准基于 IEEE 802.11be 设计,旨在满足现代数据密集型应用的需求。

IEEE 802.11be 的核心目标包括:

  • 高吞吐量
  • 超低延迟
  • 频谱效率

数据使用方式和技术交互模式的转变推动了 Wi-Fi 7 的发展。主要驱动因素包括:

  • 流媒体播放和内容分享需求增长,推动视频分辨率观看时长不断提升
  • 云计算、在线游戏和扩展现实 (XR) 眼镜等应用对近实时体验的需求持续增加
  • 物联网 (IoT) 和统一智能家居标准 Matter 的应用日益普及

Wi-Fi 7 在 2.4 GHz 和 5 GHz 频段向后兼容现有的 IEEE 802.11 标准。此外,引入 U-SIG 字段后,Wi-Fi 7 设备可与未来各代 Wi-Fi 技术实现共存。

阅读我们的白皮书,了解 Wi-Fi 7 如何重塑现代连接方式。

实现极高吞吐量和更多功能

为实现 IEEE 802.11be 的目标,Wi-Fi 7 引入了多项新特性,主要包括:

  • 扩展数据传输的“高速公路”:为了提升传输速度,Wi-Fi 7 直接将最大信道带宽从 Wi-Fi 6 的 160 MHz 翻倍至 320 MHz。
  • 同时管理多个连接:多链路操作 (MLO) 允许多链路设备 (MLD) 在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段建立多个并行连接。
  • 确保时延敏感应用中的超可靠传输:标准目标唤醒时间 (TWT) 有助于设备节省功耗,受限目标唤醒时间 (R-TWT) 则专为工业物联网或虚拟现实等时延敏感应用设计。

Wi-Fi 7 支持 320 MHz 信道MLOR-TWT 等特性,从单纯提升速度的 Wi-Fi 6 升级版,转变为能够支持工业级自动化无缝沉浸式娱乐体验的新一代标准。

IEEE 802.11be 物理层

IEEE 802.11be 物理层(PHY 层)基于 Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) 发展而来,同时引入了多项关键的差异化特性。这些创新主要体现在更灵活的频谱管理、增强型信令和高效的资源分配等方面。

  • 优化子载波规划和资源单元 (RU):Wi-Fi 7 保留了 Wi-Fi 6 引入的正交频分多址 (OFDMA) 技术,同时优化了子载波规划以提升效率。
  • 单用户多资源单元 (MRU) 分配:Wi-Fi 7 的一项重要特性是能够为单个用户分配多个资源单元。
  • 前导码和子信道打孔:Wi-Fi 7 专为拥挤的非授权频段设计,以实现更好的设备共存。前导码打孔允许设备在宽信道(例如 160 MHz 或 320 MHz)的部分频段被其他用户占用时,仍能继续使用该信道的其他可用频谱资源。
  • 增强型 PPDU 格式:数据通过物理层协议数据单元 (PPDU) 进行传输。PPDU 包含一个前导码,用于帮助接收端完成同步和解调。Wi-Fi 7 定义了两种主要格式:(1) EHT MU PPDU 用于向一个或多个用户进行传输,并包含 EHT-SIG 字段,用于提供必要的 RU/MRU 分配信息。(2) EHT TB PPDU 用于站点响应接入点的触发帧。该格式采用更长的训练字段 (EHT-STF),以提升上行传输的可靠性。
  • 通用信号字段 (U-SIG):这是 Wi-Fi 前导码最重要的变化。U-SIG 包含与版本无关的比特位,使接收端能够快速识别数据包的 PHY 版本。此机制无需再像传统 Wi-Fi 标准一样采用复杂算法,从而简化了不同代际设备之间的共存。

PHY 层测试要求

为支持 Wi-Fi 7 的高速率和低延迟特性,IEEE 802.11be 针对发射端和接收端制定了严格的测试要求。这些测试确保设备能够支持 320 MHz 带宽4096QAM 调制以及多用户操作所需的复杂同步机制。

  • 发射端测试重点评估信号质量和频谱效率,确保高功率传输不会对非授权频段中的其他用户造成干扰。
  • 接收端测试验证设备在不同环境条件下准确接收和解码数据的能力。

在 Wi-Fi 7 中,多个站点 (STA) 通常会同时向一个接入点 (AP) 发送数据。为保证多用户传输正常运行,各 STA 信号必须在到达 AP 时实现时间、频率和功率上的精确同步。基于触发的 (TB) PPDU 预校正测试可确保 STA 传输实现正确的预校正,从而满足这一要求。

面向极高吞吐量的智能测试方案

罗德与施瓦茨提供全面的无线测试产品组合,助力 Wi-Fi 7 生态系统发展。我们的解决方案满足 IEEE 802.11be 的技术需求,可用于验证更宽的信道带宽、复杂的调制方案以及 MLO 等创新功能。我们为科研实验室设计验证法规合规批量制造提供专业设备,确保下一代设备能够可靠实现新标准所带来的高吞吐量和低延迟性能。

白皮书:Wi-Fi 7 实现极高吞吐量

白皮书:Wi-Fi 7 实现极高吞吐量

IEEE 802.11be(亦称 Wi-Fi 7 或极高吞吐量 (EHT) 技术)侧重于多个增强功能,可实现更低的延迟和更高的可靠性。本白皮书介绍了 Wi-Fi 7 的支持技术、相关的测试与测量挑战以及先进、实用的测试解决方案。

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