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Wi-Fi 8(IEEE 802.11bn 超高可靠性標準)是無線技術的又一次飛躍,目前正在開發中,有望帶來使用者體驗的重大變革。這項新標準將重新定義連線性、效率和可靠性,優先考慮這些基本要素,而非像早期版本那樣僅僅追求速度提升。
Wi-Fi 8 正在積極推進其早期定義階段,預計最終規範將於 2028 年出臺。開發過程本質上很複雜,涉及廣泛的討論和監管部門的批准,雖然 Wi-Fi 7 尚未獲得正式批准,但 Wi-Fi 8 的進展已在進行中。
作為WiFi 行業的凌達玩家,我們看一下高通和聯發科他們對WiFi 8的看法。
高通眼裡的WiFi 8:超越峰值速度
在無線連線領域,速度一直是首要考慮因素。Wi-Fi 7 突破了峰值效能的界限,實現了卓越的吞吐量和低延遲。然而,隨著人工智慧越來越深入地融入到塑造我們生活和工作方式的各個系統中,隨著即時響應能力對從自動化到協作等方方面面都至關重要,隨著使用者和裝置對移動中無縫連線的需求不斷增長,人們對無線連線的期望也在不斷轉變。
Wi-Fi 8 標誌著一項根本性的變革——超越峰值速度,在嚴苛的現實條件下優先提供可靠的效能。它旨在即使在高度擁堵、易受干擾和移動的環境中,也能提供一致、低延遲且近乎無損的連線。
Wi-Fi 8 秉承二十餘年無線創新的理念,不斷完善和擴充套件前代產品的功能,以滿足關鍵任務、AI 驅動系統和動態用例的需求。它旨在使 Wi-Fi 比以往任何時候都更接近有線基礎設施的可靠性和響應速度。
將 Wi-Fi 提升到新高度:IEEE802.11bn 簡介
Wi-Fi 標準由一群來自全球各地的工程師和技術人員在 IEEE 802.11 標準機構內通力合作開發。領先科技公司正在積極推動下一代 Wi-Fi 底層標準 Wi-Fi 8 的開發。這項工作由 IEEE802.11bn 任務組牽頭,並由其領導的“超高可靠性”(UHR:Ultra High Reliability) 計劃負責。
UHR 代表著將 Wi-Fi 效能提升至新高度的大膽願景。指導該標準開發的IEEE 範圍文件概述了一個明確的目標:讓無線連線更快、響應更靈敏、更穩定。
按照當今的標準,Wi-Fi 的效能指標令人印象深刻:數千兆位元的吞吐量、低於 10 毫秒的延遲以及低於 0.1% 的丟包率。即便如此,Wi-Fi 8 仍力求更上一層樓,不僅在效能上比 Wi-Fi 7 有了顯著提升,更能在最具挑戰性的場景下實現這一目標。根據 IEEE 範圍文件,Wi-Fi 8 將引入:
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在具有挑戰性的訊號條件下,吞吐量至少提高 25%。
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延遲分佈的第 95 個百分位數的延遲降低 25%。
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丟包率減少 25%,尤其是在接入點之間漫遊時。
這些增強功能旨在支援獨立和重疊的網路部署,重點關注擁塞、干擾、使用者移動性和覆蓋範圍受限的環境。該標準還引入了對電源效率、點對點通訊和移動性的改進——這些對於新興應用都至關重要。

為什麼選擇 Wi-Fi 8:需要超高可靠性
展望2028年及以後,Wi-Fi網路將需要支援新型裝置、更高的裝置移動性以及關鍵任務應用。Wi-Fi 8旨在應對這一挑戰,在各種環境中提供更強大的效能和可靠性。這項下一代技術將在企業環境中實現智慧移動辦公空間、互聯家庭中沉浸式和關鍵應用,以及公共場所的無縫高密度連線方面發揮關鍵作用。同樣重要的是,Wi-Fi 8旨在支援變革趨勢,例如點對點裝置通訊的普及以及人工智慧驅動的服務、應用和裝置的興起。
變革趨勢:Wi-Fi 8 作為基礎連線結構
除了當今已知的連線需求之外,還有兩種趨勢將大幅增加本地 Wi-Fi 網路所需的密度和動態性。
一、個人裝置生態系統的蓬勃發展:
AR 眼鏡、健康監測器和下一代可穿戴裝置正在加速對高吞吐量、低延遲點對點鏈路的需求。這些裝置通常將計算密集型任務轉移給配套裝置,因此需要無縫的短距離無線效能。
二、人工智慧驅動系統的興起:
無論是可穿戴裝置、嵌入式智慧環境還是自主系統,人工智慧驅動系統都需要可靠、低延遲的連線,以訪問邊緣或雲端人工智慧進行即時推理。這些智慧系統在我們與周圍世界的互動中日益扮演著核心角色。
Wi-Fi 8 被定義為支援這些生態系統蓬勃發展的基礎連線結構。

推進 Wi-Fi 在實際部署中的應用:
802.11bn 的新功能
將這一願景變為現實取決於 802.11bn 標準化的新功能,這些功能將在實際部署中最重要的五個關鍵維度上提升 Wi-Fi 效能。
無縫漫遊: 802.11bn 透過“單移動域”概念,為移動性帶來了革命性的變化,支援跨多個接入點的無縫漫遊。這使得裝置能夠在移動過程中保持持續、低延遲的連線,從而提供“一次連線,始終連線”的體驗,避免傳統切換帶來的中斷或丟包。
可靠的邊緣覆蓋:802.11bn 標準的另一個重要創新方向是專注於提升邊緣效能——即 Wi-Fi 網路在非理想訊號條件下為客戶端裝置維持可靠、高質量連線的能力。這對於在 AP 覆蓋範圍外或因距離、干擾或功率限制導致訊號衰減的環境中執行的客戶端裝置尤為重要。該標準透過一系列物理層增強功能來應對這些挑戰,這些功能共同增強了邊緣效能。
更智慧的協調,助力密集部署: 在企業園區、公寓樓和公共場所等高密度環境中,Wi-Fi 網路可能面臨訊號重疊和無線資源爭用等挑戰。這些情況可能導致延遲峰值、吞吐量下降以及整體使用者體驗下降。Wi-Fi 8 憑藉其最重要的創新之一——多接入點協調,正面解決了這一問題。透過使接入點能夠協同執行而非獨立執行,Wi-Fi 8 引入了一種更智慧、更高效的介質訪問方式,並在接入點之間共享資源,從而提供一致的使用者體驗。
改進的裝置內共存: 現代裝置越來越多地整合多種無線電(Wi-Fi、藍牙、UWB),這帶來了新的共存挑戰,例如,當共享天線用於其他技術時,一種技術可能會出現中斷。Wi-Fi 8 引入了改進的裝置內共存功能,以確保在多種無線電共享天線或頻譜時更順暢地執行,並妥善處理天線用於其他技術時出現的臨時中斷。
更智慧的能源使用:隨著 Wi-Fi 在日常生活中變得越來越重要,電源效率對於延長客戶端裝置和移動接入點的電池壽命以及降低固定接入點和住宅閘道器的能耗至關重要。Wi-Fi 8 引入了新功能,使無線連線更加節能,同時又不影響響應速度。

Wi-Fi 8 將對哪些領域產生最大影響
Wi-Fi 8 有望改變最需要無線效能的環境中的無線效能。
企業連線——賦能智慧移動辦公空間: 從智慧工廠和醫院到物流中心和企業園區,企業環境正在邁入移動化、智慧化和自動化的新時代。Wi-Fi 8 旨在提供有線基礎設施的可靠性和效能,其創新技術使協作機器人、工業自動化系統、無人機和自動導引車 (AGV) 等一系列全新關鍵任務用例即使在行駛中也能不間斷執行。這標誌著一場根本性的轉變。Wi-Fi 不再僅僅是一個便利層,而是支援即時決策、自主運營和 AI 驅動的大規模工作流程的核心基礎設施。
家庭互聯——賦能沉浸式及關鍵型家庭應用:互聯家庭正在發展成為一個承載沉浸式及日益重要的服務的平臺。從預測自動化到即時健康監測,這些服務日益依賴人工智慧 (AI) 來實現情境感知、預測性和響應能力,這對住宅無線網路提出了前所未有的要求。Wi-Fi 8 將使這些體驗始終如一,即使在多住戶單元 (MDU) 等高密度環境中也能實現,而干擾和擁塞一直以來都限制了這些環境的效能。
公共場所——在高密度環境中提供無縫移動性: 機場、體育場和交通樞紐等場所正在演變為高度互聯的環境。使用者期望在移動中能夠不間斷地訪問各種服務,包括即時影片共享、增強現實 (AR) 導航、即時翻譯和沉浸式訪客體驗。這些場所越來越依賴無線基礎設施來支援關鍵安全系統、影片監控、感測器網路、應急通訊以及人員和資產的即時跟蹤。Wi-Fi 8 對於提供無縫移動性和始終如一的效能至關重要,它使使用者能夠在廣闊的空間中保持連線,並確保即使在高峰時段也能順利執行關鍵操作。

未來之路
802.11bn 標準的制定是 802.11 工作組內部的通力合作,貢獻者數量空前。目前,該標準的制定工作正在穩步推進,高層已就新標準的大部分內容達成共識,其他內容仍在討論中。展望未來,802.11bn 任務組將致力於為未來的 Wi-Fi 8 奠定堅實而高質量的基礎——預計未來十年,Wi-Fi 8 將再次應用於數十億臺裝置。
聯發科眼裡的Wi-Fi 8:引領未來互聯
Wi-Fi 已成為乙太網和同軸電纜等傳統有線連線解決方案的最可行替代方案。它為使用者提供了無線連線的便利,使筆記型電腦和電視等眾多裝置能夠不受物理連線的限制。雖然 Wi-Fi 的峰值吞吐量通常超出許多應用程式的需求,但使用者在流媒體或視訊會議期間有時可能會遇到間歇性抖動。這表明 Wi-Fi 易受環境因素的影響,從而影響訊號質量和一致性。在許多住宅環境中,達到與有線網路相當的可靠性仍然是 Wi-Fi 技術面臨的重大挑戰。
在當前的市場格局下,兩種主流無線技術佔據主導地位:蜂窩 5G 和 Wi-Fi。雖然關於其中一種技術取代另一種技術的可能性一直存在爭議,但在可預見的未來,兩者很可能將共存。促成這種共存的因素如下:
1. 成本考慮:5G 服務的成本通常高於 Wi-Fi,這主要是由於 5G 頻譜分配相關的高昂許可費用。
2. 裝置相容性:大多數消費電子產品都配備了Wi-Fi功能,而5G或4G連線則不太常見。例如,僅支援Wi-Fi的平板電腦繼續引領平板電腦市場。
3. 資料解除安裝:根據思科的一項研究,到2022年,全球超過50%的移動資料流量將被解除安裝到Wi-Fi網路,這凸顯了Wi-Fi在資料流量管理方面發揮的重要作用。
4. 資料量:下圖顯示了兩種技術之間的資料使用量差異。在美國,4G/5G網路人均每月資料使用量約為23GB,而寬頻網路人均每月資料使用量則高達650GB(如圖1所示),即每人250GB。而且,大多數寬頻資料都透過Wi-Fi傳輸。這表明Wi-Fi比4G/5G能夠處理更大的資料量。 2030年的預測表明,儘管4G/5G每月可承載約60GB的資料流量,但仍遠低於Wi-Fi。根據這項研究,到2028年,每個寬頻使用者的流量將超過1TB,即每人約400GB。
這些觀點凸顯了5G和Wi-Fi的互補性,它們在無線生態系統中各自扮演著不同的角色。Wi-Fi強大的資料處理能力、成本效益和廣泛的裝置整合,確保了其在不斷擴充套件的5G基礎設施中持續保持重要地位。

Wi-Fi 8 的演進
如前所述,Wi-Fi 8 被指定為超高可靠性 (UHR),旨在增強高效可靠的通訊。這一代 Wi-Fi 標準將重點轉向提高有效吞吐量,即使用者在實際環境中體驗到的實際資料傳輸速率。例如,旗艦接入點 (AP) 在每個頻段(2.4GHz、5GHz 和 6GHz)上配備三個資料流。大多數 Wi-Fi 客戶端最多支援兩個資料流和兩個頻段。通常,客戶端可用的通道頻寬低於標準定義的最大值。例如,除 iPhone 15 Pro 外,大多數 iPhone 機型都配備 80MHz 頻寬。這些智慧手機的功能非常適合流媒體播放,在 Netflix 上觀看 4K 影片需要 25Mbps 的頻寬,在 YouTube 上觀看 8K 影片則需要 100Mbps 的頻寬。
下表總結了 Wi-Fi 4 至 Wi-Fi 8 的主要特性和引數。Wi-Fi 7 中引入的多 AP 協調概念由於其複雜性而被推遲到 Wi-Fi 8。網狀網路的普及使得多個 AP 在家庭中更加常見,從而增強了 Wi-Fi 覆蓋範圍。然而,如果沒有有效的協調,這些 AP 可能會爭用並共享公共頻譜資源,導致在任何給定時間通常只有一個 AP 使用頻譜。因此,提升效能至關重要。為了應對這些挑戰,動態子通道操作和非主通道使用已被提出。這些特性旨在當裝置之間的資料流數量和通道頻寬存在差異時最佳化效能。例如,BW320(320MHz 頻寬)AP 在與 BW80(80MHz 頻寬)客戶端通訊時,必須將自身頻寬限制在 BW80,從而損失 75% 的傳輸能力。動態頻譜最佳化 (DSO) 有效地解決了這個問題。非主通道接入 (NPCA) 旨在解決主通道不可用的情況,允許 AP 和客戶端透過非主通道進行通訊。
以下是 Wi-Fi 4 到 Wi-Fi 8 演進的對比表:

市場趨勢
Wi-Fi 服務因其便捷性和靈活性,已成為日常生活中不可或缺的一部分。過去,人們通常在抵達酒店後尋找乙太網連線;如今,旅行者在抵達場所時會檢查 Wi-Fi 連線情況。雖然蜂窩 LTE 和 5G 可以提供遠距離移動接入,但對於大多數使用者而言,它們無法完全取代 Wi-Fi 的效用。如上文所述,網際網路連線的最終階段正日益向 Wi-Fi 和 LTE 過渡,而 Wi-Fi 在這一領域仍佔據主導地位。

Wi-Fi 也是全球經濟的重要貢獻者。根據 WFA 的最新研究,到 2024 年,Wi-Fi 裝置累計出貨量將達到 459 億臺,其中約 46% 的裝置處於活躍使用狀態。2024 年,Wi-Fi 裝置的年出貨量將達到 41 億臺,同比增長約 7%。其中,約 30% 為智慧手機,6.5% 為 Wi-Fi 7 裝置。
根據 WFA 對 29 個經濟體進行的研究,Wi-Fi 提供的全球經濟價值在 2024 年達到 4.3 萬億美元,到 2025 年將達到 4.9 萬億美元。美國和歐盟分別以 1.6 萬億美元和 6.37 億美元位居世界首位。
進一步分析顯示,歐盟地區的增長主要得益於物聯網 (IoT) 的發展、虛擬現實 (VR)、增強現實 (AR)、混合現實 (MR) 和擴充套件現實 (XR) 的應用,以及免費無線網路。此外,歐盟在 6 GHz 頻段開放 500 MHz 頻寬用於無線網路使用,也帶來了顯著的推動作用。
美國是全球無線網路使用最廣泛的國家。85% 的寬頻家庭擁有無線網路服務,55% 的移動使用者透過 Wi-Fi 網路(而非蜂窩 4G/5G)訪問網際網路。隨著美國聯邦通訊委員會 (FCC) 開放全部 6 GHz 頻段,為 Wi-Fi 網路提供 1200 MHz 頻寬,到 2025 年,無線網路的經濟貢獻將增長至 1.58 萬億美元。

在27個主要經濟體中,中國大陸的PON部署規模最大。預計到2024年中期,中國大陸寬頻使用者將超過6.5億,其中28.6%的使用者擁有1Gbps或以上的高速寬頻接入。平均連線速度為487.6Mbps,較2023年增長17.9%。三大運營商出貨的PON閘道器大多集成了Wi-Fi功能,而部分PON閘道器則沒有Wi-Fi功能,而是使用獨立或現有的Wi-Fi接入點。
隨著家庭Wi-Fi裝置的增多,預計對更優質Wi-Fi的需求也將不斷增長。不斷增長的無線應用需求確保了Wi-Fi將繼續在下一代用例和應用領域發揮主導作用,因為在可預見的未來,Wi-Fi技術尚無可替代。
Wi-Fi 8 的重點
Wi-Fi 8 將可靠性作為其主要目標,旨在為擴充套件現實 (XR)、工業自動化、電子醫療等應用提供確定性的無線服務。這種對可靠性的關注與之前的 Wi-Fi 標準(主要側重於提高速度和吞吐量)相比,是一個重大轉變。
根據 IEEE 802.11 的時間表,包含 Wi-Fi 8 的 IEEE 802.11bn 的目標最終批准日期定於 2028 年 9 月。相關產品的認證流程通常在標準批准前一年啟動。例如,首批 Wi-Fi 7 產品於 2023 年底發貨,Wi-Fi 認證的 Wi-Fi 7 產品將於 2024 年初推出,而 Wi-Fi 7 標準 11be 預計將於 2024 年 9 月獲得批准,比原計劃晚了 4 個月。按照這個 4 年的節奏,Wi-Fi 8 產品預計將於 2027 年底上市。然而,Wi-Fi 4 的標準化程序有所延長,導致 pre-N 產品在標準正式定稿前約 3 年就已推出。
IEEE 的 Wi-Fi 標準開發週期約為 6 年,如下圖所示。值得注意的是,產品通常在標準最終確定之前就已經面世。例如,儘管 Wi-Fi 7 仍處於最終審批階段,但 Wi-Fi 7 裝置自 2023 年底以來就已上市。之所以能提前上市,是因為製造商基於該標準的草案版本開發產品,而不是等待最終版本。Wi-Fi 8 的首批產品預計將於 2028 年初上市,以便在標準正式完成之前,搶佔先機,搶佔最新 Wi-Fi 技術。最終審批之前的任何後續規範更新都需要透過認證或產品更新來適應,以確保互操作性。

IEEE 802.11 標準的每次迭代都逐步增強了 Wi-Fi 功能。如上圖所示,Wi-Fi 7 專注於最大化峰值吞吐量,並採用了多鏈路操作、320MHz 頻寬和 4K-QAM 技術等創新技術。理論上,三頻 4×4 Wi-Fi 接入點 (AP) 的最大物理層 (PHY) 速率可以達到 19Gbps 左右。考慮到開銷,在乾淨的環境中,實際峰值吞吐量約為 PHY 速率的 80%。這種純淨的環境通常只存在於潔淨的實驗室環境中,而非日常使用場景。
Wi-Fi 8 的優勢
隨著 Wi-Fi 接入成為家家戶戶的必需品,干擾已成為不可避免的挑戰。為了確保家庭全面覆蓋,部署多個接入點 (AP) 或網狀網路,情況變得更加複雜,這些接入點通常共享同一通道,以最大程度地降低通道切換延遲。因此,使用者在任何特定時刻體驗到的吞吐量可能遠低於峰值吞吐量。例如,從 Netflix 流式傳輸 4K 影片需要 25Mbps 的速率,這僅僅是三頻 4×4 Wi-Fi 7 接入點峰值吞吐量的一小部分(不到 2%)。
儘管如此,由於協議開銷和隨機干擾,使用者仍然可能遇到抖動。這種實際吞吐量被稱為有效吞吐量,即使用者可以從 Wi-Fi 連線中獲得的實際速度。當有效吞吐量低於 25Mbps 時,使用者的流媒體質量可能會明顯下降。Wi-Fi 8 強調多個接入點之間的協作,以最大程度地減少干擾並最大程度地提高有效吞吐量。在日常 Wi-Fi 環境中實現可靠的實際效能。
我們將分享關於 Wi-Fi 8 的見解。為了簡化討論,我們將願景分為幾個類別,每個類別包含一組功能。需要注意的是,這種分類具有主觀性,因為每個功能都可以歸入多個類別。
在本章中,我們將重點討論標有“快速”的類別。這裡的“快速”指的是提高有效吞吐量,而不是產品包裝上經常宣傳的 PHY 峰值吞吐量。我們的目標是解決使用者在典型的日常 Wi-Fi 環境中能夠可靠實現的實際效能。我們確定了 Co-SR、Co-BF、MCS 和 DSO 等先進技術,並說明了它們在以下實際場景中提升通訊效率的關鍵方面。
一、協調空間複用 (Co-SR)
場景:約翰和瑪麗住在一棟兩層聯排別墅裡。為了獲得良好的上網體驗,他們最近訂購了1Gbps的寬頻服務,並配備了一對入門級Mesh AP(2×2 + 2×2 BW160)。他們多次測量了最大吞吐量。一樓的最佳吞吐量約為1Gbps,二樓約為500Mbps。有一天,為了節省5G漫遊費用,約翰和瑪麗正在下載Netflix電影,準備出行。約翰住在一樓的餐廳,而瑪麗住在二樓的臥室。他們期待著下載能在短時間內完成,但發現下載速度只有300Mbps左右。由於很快就要趕飛機,他們迫切需要在短時間內下載所有喜歡的電影。他們開始懷疑,自己花了大價錢購買了1Gbps的寬頻網路服務,為什麼網速卻只有300Mbps。

問題:Wi-Fi 連線有三對。第一對是主 AP 連線 John 的平板電腦,第二對是主 AP 連線從 AP,第三對是從 AP 連線 Mary 的筆記型電腦。這三個連線公平地共享 1Gbps 的頻寬,每個連線大約 300Mbps。如果兩個 AP 之間的 SINR 不如 AP 連線平板電腦或筆記型電腦,則相關的鏈路資料速率會較低,從而限制下載效能。由於平板電腦和筆記型電腦位於不同的樓層,有什麼方法可以提高效能嗎?
挑戰:同時向獨立的連線傳輸資料。例如,從主 AP 到 John 的平板電腦,以及從從 AP 到 Mary 的筆記型電腦。
技術:在二樓,主 AP 到平板電腦的訊號強度高於主 AP 到筆記型電腦的訊號強度。如果降低傳輸功率,訊號可能會弱到被視為背景噪聲,筆記型電腦可能會同時從從 AP 接收資料。這項技術在 Wi-Fi 6 中提出並實現,被稱為空間複用 (Spatial Reuse)。如左圖 (a) 所示,只有在預設發射功率下,順序傳輸才能成功傳輸資料。透過圖 (b) 中的功率控制,可以同時進行通訊。

隨著 Wi-Fi 8 中多 AP 協調技術的日趨成熟,AP 之間將協商合適的傳輸功率,從而獲得比 Wi-Fi 6 中的 SR 更好的效能。這項新技術被稱為協調空間複用 (Co-SR)。Co-SR 操作包含三個階段:跨 BSS 測量階段、多 AP 協調階段和併發傳輸階段。
1.跨 BSS 測量階段:Co-SR 組中的 AP 測量跨 BSS STA 的干擾強度,並在 AP 之間交換此資訊。
2. 多 AP 協調階段:Co-SR 由共享 AP 發起,共享 AP 不限於主 AP。共享 AP 傳送 Co-SR 公告幀,指示哪些 AP 可以參與下一階段,並指定任何傳輸功率限制。
3.併發傳輸階段:共享 AP 與共享 AP 同時傳輸資料。

二、協調波束成形 (Co-BF)
場景:Alex 和 Susan 住在一套三居室公寓裡,擁有 1Gbps 的寬頻連線。為了獲得良好的家庭 Wi-Fi 連線體驗,他們部署了一個高階的雙 AP 網狀網路。每個 AP 配備 12 根天線,4 條空間流,覆蓋 2.4GHz、5GHz 和 6GHz 頻段。由於接入了服務提供商的連線,主 AP 的位置靠近門口。由於兩個 AP 之間的 Wi-Fi 訊號良好,從 AP 的位置位於公寓中央。有一天,Alex 正在書房裡從網際網路下載一個大型應用程式。Susan 正在廚房裡看一部 4K 電影。由於廚房干擾嚴重,並且所有裝置之間共享資料,Susan 在觀看電影時略有卡頓。

問題:與上一個場景類似,有三個 Wi-Fi 連線。然而,由於平板電腦和電視彼此靠近,Co-SR 技術無法正常工作。因此,需要一種替代技術來提升效能。
挑戰:在某些情況下,降低傳輸功率可能不足以實現協調空間重用 (Co-SR),尤其是在 OBSS STA 執行距離較近的情況下。
技術:IEEE 802.11ac 中定義的多使用者 MIMO (MU-MIMO) 中的空間零點概念,透過協調波束成形 (Co-BF) 擴充套件到多 AP 操作。空間零點允許發射機將其訊號導向目標接收機,同時透過在目標接收機方向上建立“零點”來最大限度地減少對非目標接收機的干擾。在多 AP 環境中,Co-BF 會佔用更多 AP 的空間,從而允許 AP 調整其傳輸模式,將訊號更精確地導向目標裝置,同時避免干擾其他裝置。

除了傳統波束成形的通道探測之外,Co-BF 操作還包含以下三個階段:
1. 在跨 BSS 通道探測階段,參與 Co-BF 的 STA 測量來自 OBSS AP 的通道狀態資訊 (CSI)。
2. 接下來,在由共享 AP 發起的多 AP 協調階段,OBSS AP 交換有關目標 STA 的資訊並計算控制矩陣,包括對其他 BSS 中 STA 的干擾消除。
3. 最後,在併發傳輸階段,共享 AP 和共享 AP 都應用控制矩陣並同時傳輸。
三、新的資料速率
場景:湯姆住在大學附近的一套兩居室公寓裡。附近有一個龐大的學生社群,幾乎所有學生都在公寓裡安裝了AP。有一天,湯姆正在上網下載一個大檔案。下載過程中,他從書房移到了臥室。然後,下載速度突然從300Mbps降到了200Mbps。湯姆想知道到底出了什麼問題。

問題:Wi-Fi 速度是根據信噪比選擇的。Wi-Fi 7 中有 14 種 PHY 速率,從 2,880Mbps 到 144.1Mbps。從 MCS13 到 MCS6,每增加一級,速度都會下降約 10%。因此,從 MCS5 到 MCS0,速度下降了約 33%。Tom 最初連線到 MCS6,後來連線到 MCS4。PHY 速率實際上下降了 33%。
挑戰:在 IEEE 802.11be 中,MCS 等級僅定義了一半的可能組合。我們的研究表明,某些相鄰 MCS 等級之間信噪比 (SNR) 要求的差距可能非常大。例如,在加性高斯白噪聲 (AWGN) 條件下,MCS2 和 MCS3 之間的差距大於 3.5 dB,MCS4 和 MCS5 之間的差距大於 4 dB。

技術:在下一代 Wi-Fi 中,我們建議新增新的調製和編碼方案 (MCS),以彌補相鄰 MCS 級別之間的靈敏度信噪比 (SNR) 要求差距。具體而言,我們建議引入以下 MCS 選項:
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編碼速率為 2/3 的 QPSK
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編碼速率為 2/3 的 16-QAM
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編碼速率為 2/3 的 256-QAM
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編碼速率為 5/6 的 16-QAM

透過在MCS級別之間提供更精細的等級劃分,系統可以精確地將資料傳輸速率與當前的信噪比(SNR)匹配。我們的研究表明,這些額外的MCS可以將傳輸速率提高5%到30%,具體取決於無線通道的具體條件。這些更精細的MCS有助於更精確地進行鏈路自適應,使系統能夠更有效地響應無線環境的動態變化。
四、動態子通道操作 (DSO)
場景:Jimmy 邀請三位同學到他的公寓學習,準備迎接即將到來的考試。由於公寓是大學的一部分,他們擁有 1Gbps 的網際網路接入。為了享受高速網路,Jimmy 配備了 Wi-Fi 7 旗艦級 BE19000 接入點。在討論過程中,他們發現需要從學校入口網站下載一個大檔案。於是他們同時開始下載同一個檔案,結果發現速度都很慢。

問題:部分筆記型電腦、平板電腦和智慧手機配備兩根 Wi-Fi 天線和 BW80 頻寬。例如,大多數 iPhone 都配備 BW80 頻寬,但 iPhone 15 Pro 除外,它配備的是 BW160 頻寬。最大 PHY 速率約為 1.4Gbps,有效吞吐量約為 1.1Gbps。在存在外部干擾的情況下,由於網路連線受限,這些裝置各自能夠享受到大約 250Mbps 的速率。
挑戰:大多數非 AP 站點 (STA) 的頻寬能力與 AP 不同。這種不匹配會導致 AP 在與頻寬較低的 STA 互動時頻寬利用效率低下。為了解決這個問題,IEEE 802.11ah 和 IEEE 802.11ax 引入了一項名為子通道選擇性傳輸 (SST) 的功能。然而,子通道(也稱為 TWT 通道)必須透過 STA 發起的單獨 TWT 協議進行預先協商。對於不可預測的流量,AP 無法發起單獨的 TWT。由於這些限制,SST 尚未得到廣泛部署。
技術:為了充分利用 AP 支援的頻寬,下一代 Wi-Fi 提出了動態子通道操作 (DSO) 技術。與預定義的 TWT 服務週期不同,AP 可以根據每個 TXOP 為支援 DSO 的 STA 分配子通道。

動態子通道操作包含以下三個階段:
1. 在能力握手階段,AP 從支援 DSO 的 STA 收集資訊,包括支援的子通道、子通道切換時間以及其他相關詳細資訊。之後,每個 TXOP 分為兩個階段:初始控制階段和 DSO 傳輸階段。
2. 在初始控制階段,AP 為每個支援 DSO 的 STA 分配子通道,並預留足夠的時間供 STA 切換子通道。
3. 在 DSO 傳輸階段,AP 和 STA 完成傳輸,之後 STA 切換回主通道。
DSO 的效能在很大程度上受 STA 切換時間和網路中特定流量模式的影響。DSO 可以提供顯著的吞吐量優勢,我們的研究表明,在多個用例中,吞吐量提升超過 20%。在高流量情況下,當系統性能達到極限時,DSO 的優勢更加明顯。在峰值吞吐量場景下,DSO 可將吞吐量提升高達 80%。
結論
Wi-Fi 標準的演進源於人們對更快、更可靠、更高效的無線通訊日益增長的需求。從 802.11a 到最新的 802.11be,每一項新標準都在速度、容量和效能方面取得了顯著提升,使各種應用程式和裝置能夠無縫連線。隨著我們不斷創新,並將更多裝置融入日常生活,Wi-Fi 技術的進步依然至關重要,它確保我們的無線網路能夠滿足消費者和企業日益增長的需求。
802.11bn 標準有望取得更大的進步,在日益擁擠和多樣化的無線環境中,實現更高的有效速度、更低的延遲和更穩定的通訊。
一些總結
新興的 Wi-Fi 8 標準標誌著 Wi-Fi 標準的重大轉變,即從過去注重速度轉向更加註重使用者體驗。這種轉變反映了技術領域的普遍趨勢:領先的公司更注重效率和低功耗,而非僅僅追求效能的最大化。
與所有突破性技術一樣,Wi-Fi 8 的推出也將面臨監管挑戰和部署障礙。然而,對高效能無線網路日益增長的需求凸顯了這一轉變的必要性。Wi-Fi 8 所承諾的進步無疑將在未來重塑我們與無線技術的互動。儘管如此,我最熱衷的是 Wi-Fi 8 的目標:讓無線連線更輕鬆、更可靠,最終更加可靠,這將讓每一位智慧家居使用者都感到欣喜。
值得一提的是,中國已成為推動無線技術進步的關鍵力量。中國寬頻使用者超過5億,其中很大一部分使用者享受著1 Gbps的連線速度,2024年的平均網速將達到248.92 Mbps,同比增長16%,這標誌著對尖端無線網路技術的巨大需求。過去二十年來,中國在無線和連線領域的多項進步中,憑藉大量的研發投入,一直髮揮著至關重要甚至領導的作用。
參考連結
https://www.qualcomm.com/news/onq/2025/07/wi-fi-8-advancing-wireless-through-ultra-high-reliability
https://www.mediatek.com/tek-talk-blogs/wi-fi-8-pioneering-the-future-of-connectivity
*免責宣告:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支援,如果有任何異議,歡迎聯絡半導體行業觀察。
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