
作者:Qorvo亞太區(qū)無(wú)線連接事業(yè)部高級(jí)行銷經(jīng)理 林健富
英國(guó)作家狄更斯在《雙城記》的開(kāi)頭寫(xiě)道:“這是最好的時(shí)代,也是最壞的時(shí)代。”
這句話若套用在現(xiàn)今Wi-Fi 的市場(chǎng)現(xiàn)狀,何嘗不是驚人的相似?
怎么說(shuō)呢?Wi-Fi 從被發(fā)明至今已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的迭代,在2019年,Wi-Fi 6憑借著MU-MIMO、1024QAM、OFDMA等“革命性創(chuàng)新”技術(shù),大幅提升了Wi-Fi 本身的能效,讓W(xué)i-Fi 6在短短的3-4年內(nèi)成為Wi-Fi 技術(shù)的主流標(biāo)準(zhǔn)。2021年,Wi-Fi 6E 橫空出世,憑借6GHz 頻帶的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),使Wi-Fi 正式邁入真三頻 (Real Tri-Band) 共存的通信技術(shù)時(shí)代。2024年,科學(xué)家們?cè)俅螒{借著4096QAM、Multi-Link Operation (MLO)、Multi-Resource Unit (MRU)、320MHz Bandwidth等突破性創(chuàng)新技術(shù),將Wi-Fi 的吞吐量與傳輸效率提升至前所未有的高度。然而Wi-Fi 的發(fā)展并未就此止步,它一直都在持續(xù)不斷地演進(jìn)和進(jìn)步。
據(jù)了解,市場(chǎng)上主流的Wi-Fi 解決方案芯片廠商與制定Wi-Fi 通信、測(cè)試規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn) (Regulations) 的機(jī)構(gòu)已著手進(jìn)行Wi-Fi 8 相關(guān)技術(shù)功能的制定討論與研究。Wi-Fi 7的下一代自然就是Wi-Fi 8,正如市面上智能手機(jī)的命名邏輯一樣,Wi-Fi 8順理成章地接續(xù)Wi-Fi 7。回歸正題,為何現(xiàn)在就開(kāi)始啟動(dòng)Wi-Fi 8的項(xiàng)目研究?原因在于,Wi-Fi 7的技術(shù)已經(jīng)正式落地,芯片與解決方案的提供商以及電信服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商也已開(kāi)始布局并逐漸完善Wi-Fi 7的生態(tài)系統(tǒng)。廠商們希望借此勢(shì)頭,延續(xù)Wi-Fi 6所帶來(lái)的成功,推動(dòng)Wi-Fi 7成為新一代Wi-Fi 通信技術(shù)的主流!
然而,就筆者目前所觀察到的市場(chǎng)狀況而言,并未呈現(xiàn)出之前所描繪的樂(lè)觀態(tài)勢(shì)。正如文章開(kāi)頭所述,當(dāng)前對(duì)于Wi-Fi 而言是一個(gè)頗為棘手的時(shí)期,因?yàn)閃i-Fi 7 本身存在的一些問(wèn)題,比如6GHz 頻段并未在全球范圍內(nèi)開(kāi)放使用,Wi-Fi 7 本身設(shè)備的制造與部署成本也高于Wi-Fi 6,還有Wi-Fi 7 所帶來(lái)的“剛性需求”與“不可取代性”并不明顯,這導(dǎo)致我們?cè)谑袌?chǎng)上看到的Wi-Fi 7的發(fā)展動(dòng)力與速度并未達(dá)到Wi-Fi 6曾經(jīng)的強(qiáng)勁水平。盡管如此,對(duì)于Wi-Fi 而言,現(xiàn)在同樣也是一個(gè)充滿機(jī)遇的時(shí)代。得益于科技創(chuàng)新與自我調(diào)整的能力,“校正回歸”的速度也日益加快。因此,現(xiàn)在就對(duì)Wi-Fi 7持悲觀態(tài)度或許為時(shí)過(guò)早,而現(xiàn)在開(kāi)始討論Wi-Fi 8也并不會(huì)顯得太突兀。
首先,我們來(lái)回顧一下Wi-Fi 目前的市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)Wi-Fi Alliance 所發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料顯示(如圖1所示),截至2024年,Wi-Fi 所貢獻(xiàn)的:
-經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值為 4.3萬(wàn)億美元
-帶有Wi-Fi功能的設(shè)備年度出貨為41億臺(tái)
-帶有Wi-Fi功能的設(shè)備共累積出貨459億臺(tái)
-共有211億臺(tái)Wi-Fi 設(shè)備正在運(yùn)行使用
-共出貨了2.69億臺(tái)使用Wi-Fi 7的設(shè)備
-共出貨了8.07億臺(tái)支持6GHz頻段的Wi-Fi 設(shè)備
-共出貨了1.7億臺(tái)支持6GHz頻段的Wi-Fi 接入點(diǎn)(AP)
圖1. Wi-Fi 的經(jīng)濟(jì)規(guī)模與出貨量統(tǒng)計(jì)(圖片來(lái)源https://www.wi-fi.org)
以下是對(duì)Wi-Fi 歷史演進(jìn)的梳理過(guò)程。
表1 呈現(xiàn)了Wi-Fi 技術(shù)的演變歷程及各代技術(shù)之間的差異,其中包含了對(duì)Wi-Fi 8在IEEE規(guī)范中的正式標(biāo)準(zhǔn)文件名稱以及最高吞吐量的預(yù)估。在無(wú)線頻段方面,Wi-Fi 8將繼續(xù)沿用2.4GHz、5GHz與6GHz。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布的年份,業(yè)界目前預(yù)估為2028年,但真正的標(biāo)準(zhǔn)制定完成日期仍需以IEEE 與Wi-Fi Alliance 工作小組的進(jìn)度為準(zhǔn)。
圖2展示了IEEE正在進(jìn)行的802.11bn (Wi-Fi 8) 標(biāo)準(zhǔn)化工作的時(shí)間表。圖中提及的“UHR”是指UHR Study Group (簡(jiǎn)稱UHR SG) ,該小組成立于2022 年7 月,旨在討論關(guān)于UHR項(xiàng)目授權(quán)請(qǐng)求 (UHR Project Authorization Request)。在成立研究小組后,需要有一個(gè)工作小組 (Task Group) 來(lái)落實(shí)并執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范制定。UHR 工作小組 (簡(jiǎn)稱 TGbn) 于2023年11月成立,將持續(xù)致力于推動(dòng)802.11bn的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,直至符合Wi-Fi 8標(biāo)準(zhǔn)且通過(guò)完整認(rèn)證的產(chǎn)品問(wèn)世。
表1. Wi-Fi 技術(shù)的演進(jìn)
圖2. IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) 與802.11bn (Wi-Fi 8) 標(biāo)準(zhǔn)化工作的時(shí)間表(圖片來(lái)源:arxiv.org)
回顧表1,我們可以清晰地看到,在Wi-Fi 的技術(shù)演進(jìn)過(guò)程中,“吞吐量”是最直接且顯著改善的方面。而在表2,即IEEE 802.11規(guī)范所定義的傳輸向量格式 (Transmission Vector Format)中,可看到Wi-Fi 4、Wi-Fi 5、Wi-Fi 6的傳輸向量格式名稱分別被命名為“高吞吐量模式” (HT; High Throughput)、“超高吞吐量模式” (VHT; Very High Throughput) 以及“極高吞吐量模式” (EHT; Extreme High Throughput)。Wi-Fi 6因?yàn)椴捎昧薕FDMA、MU-MIMO與TWT等技術(shù),解決了Wi-Fi 本身傳輸效率低與延遲的痛點(diǎn),于是在定義傳輸向量格式名稱時(shí)特別取名為HE (HE,High Efficiency)。而到了Wi-Fi 7,得益于4096QAM、320MHz 帶寬等技術(shù)的加持,吞吐量再次得到了顯著提升,因此才被賦予了“極高吞吐量” (EHT,Extreme High Throughput) 這一簡(jiǎn)潔明了且易于理解的名稱。
在Wi-Fi 8階段,IEEE將802.11bn的傳輸向量格式的名稱定義為“極高可靠性模式” (Ultra High Reliability)。從這一名稱的字面意義來(lái)看,可以推斷出Wi-Fi 8所追求的目標(biāo)已不再單純是更高的吞吐量、更大的傳輸帶寬 (Bandwidth) 或是更多“新的頻段”,因此4096QAM、320MHz 帶寬與6GHz 等技術(shù)會(huì)在Wi-Fi 8的規(guī)范中繼續(xù)沿用。
表2. IEEE 802.11規(guī)范所定義的傳輸向量格式
那么,Wi-Fi 8究竟蘊(yùn)含了多少新的科技與創(chuàng)新理念?這些新技術(shù)與理念又能解決哪些問(wèn)題呢?在開(kāi)始探討Wi-Fi 8之前,讓我們先回顧一下Wi-Fi 7的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):多鏈路操作(MLO)與多資源單元(MRU)。
MLO (Multi-Link Operation,多鏈路操作)
多鏈路操作(MLO)技術(shù)的主要目標(biāo),是使Wi-Fi 設(shè)備能夠通過(guò)利用不同的頻段 (2.4GHz/5GHz/6GHz Bands) 與頻道 (Channels) 同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收,而且可以根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)流量狀況與需求,靈活的進(jìn)行負(fù)載均衡 (load balance) 或是數(shù)據(jù)聚合 (Data Aggregation)。由于所有操作均可跨頻段與頻道進(jìn)行,因此顯著提升了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度,并有效降低了多用戶同時(shí)在線傳輸時(shí)所產(chǎn)生的延遲問(wèn)題。圖3展示了Wi-Fi 7中 MLO技術(shù)如何通過(guò)不同頻段實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸?shù)墓δ堋?/p>
圖3. 搭載MLO技術(shù)的Wi-Fi 7 與 Wi-Fi 6的對(duì)比(圖片來(lái)源:MediaTek)
MRU (Multiple Resource Unit,多資源單元)
Wi-Fi 7在基于正交頻分多址(OFDMA)的資源單元(RU)基礎(chǔ)上,提出了多資源單元 (MRU) 的概念。與Wi-Fi 6中的RU分配方式相比,Wi-Fi 7所提出的MRU具有顯著的不同。在Wi-Fi 6中,一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能被分配一個(gè)RU,而且不能跨RU進(jìn)行分配。而在Wi-Fi 7中,一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以被允許分配到多個(gè)RU,從而實(shí)現(xiàn)了更靈活的資源分配方式。
MRU 的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于,它能夠降低干擾對(duì)可用頻道的影響,并進(jìn)一步提升OFDMA的效率。前導(dǎo)碼打孔(Preamble Puncturing)技術(shù)在Wi-Fi 6中已被引入,而在Wi-Fi 7 中,該技術(shù)結(jié)合MRU的特性,使其工作機(jī)制變得更加靈活。在Wi-Fi 6的架構(gòu)下,執(zhí)行前導(dǎo)碼打孔后,其RU仍需通過(guò)OFDMA機(jī)制分配給“多個(gè)”用戶,這意味著在單一用戶的使用場(chǎng)景下,前導(dǎo)碼打孔無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。然而通過(guò)MRU,執(zhí)行前導(dǎo)碼打孔后的RU可以全部分配給一個(gè)用戶,并且即使在不連續(xù)的頻譜 (non-continuous spectrum) 環(huán)境下,也能夠執(zhí)行前導(dǎo)碼打孔操作。
圖4 展示了Wi-Fi 7中MRU的顯著效果,其能讓RU將信號(hào)干擾所導(dǎo)致的可用頻道損耗從75%降低至25%。正因如此,相較于Wi-Fi 6站點(diǎn)(Station),支持MRU功能的Wi-Fi 7 站點(diǎn)(Station)在多用戶與高密度網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,能夠?qū)⑿诺缼挼目捎眯蕴嵘?倍之多。此外,MRU功能不僅提高了帶寬的可用性,還支持Wi-Fi 7 AP在多用戶同時(shí)傳輸?shù)膱?chǎng)景下顯著降低延遲。
圖4. MRU提升Wi-Fi 站點(diǎn)信道帶寬的可用性(圖片來(lái)源:MediaTek)
今年二月,臺(tái)灣無(wú)線通信解決方案供應(yīng)商暨通訊芯片領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)發(fā)科技 (MediaTek) 發(fā)布了關(guān)于其Filogic ™ 芯片與Wi-Fi 8 相關(guān)技術(shù)的白皮書(shū)。該白皮書(shū)中提及了幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),包括NPCA、IDC、HIP EDCA以及TXOP Preemption,旨在實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的Wi-Fi 連接,以實(shí)現(xiàn)之前所提出的UHR SG所追求的極高可靠性目標(biāo)。讀者也可通過(guò)MediaTek 的Wi-Fi 8 Filogic ™ 白皮書(shū),深入了解實(shí)現(xiàn)UHR所需的關(guān)鍵技術(shù)。
在深入探討每項(xiàng)新技術(shù)背后的原理之前,首先來(lái)揭示這些技術(shù)可解決的問(wèn)題以及它們?yōu)閃i-Fi 系統(tǒng)帶來(lái)的益處。表3列出了MediaTek Wi-Fi 8 Filogic ™中用于提升傳輸效率并改善延遲的關(guān)鍵技術(shù)。
表3. MediaTek Wi-Fi 8 Filogic ™提升傳輸效率與改善延遲的關(guān)鍵技術(shù)
NPCA (Non-Primary Channel Access,非主信道訪問(wèn))
接下來(lái)通過(guò)MediaTek的技術(shù)白皮書(shū)中所舉的一個(gè)例子來(lái)闡釋非主信道訪問(wèn)(NPCA)的概念。在一個(gè)Wi-Fi Mesh 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,存在三個(gè)APs,它們分別采用不同的信道與帶寬設(shè)置,以滿足三個(gè)具有不同網(wǎng)絡(luò)需求用戶的連接需求,如圖5所示。
圖5. 多個(gè)AP同時(shí)在同一主信道下運(yùn)行(圖片來(lái)源:MediaTek)
三個(gè)AP均以5G 低頻段作為主要信道。其中,使用者Lila使用的是信道38,帶寬為40MHz;而使用者Rose則使用的是信道50,帶寬為160MHz。根據(jù)理論計(jì)算, Lila所能達(dá)到的最高吞吐量?jī)H為Rose的四分之一。在這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下,Lila 注定要經(jīng)歷更長(zhǎng)的等待時(shí)間,同時(shí)也會(huì)減少其他兩名對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高需求用戶的傳輸時(shí)間。
在多接入點(diǎn)協(xié)調(diào)(Multi-AP Coordination) 或是Mesh 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,同信道干擾(CCI)是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題,尤其是當(dāng)多個(gè)用戶與設(shè)備都使用同一個(gè)信道進(jìn)行連接時(shí),CCI問(wèn)題就會(huì)變得尤為嚴(yán)重。如圖6所示,NPCA 機(jī)制為AP和 Station提供了一種應(yīng)對(duì)CCI干擾的有效方法。當(dāng)它們受到CCI干擾時(shí),可以通過(guò)協(xié)商,將原先的非主要信道指定為雙方的主要信道進(jìn)行傳輸,從而避開(kāi)同信道干擾,提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率與吞吐量。
圖6. 窄頻CCI發(fā)生時(shí)AP與Station會(huì)切換到NPCA的主信道作封包偵測(cè)(圖片來(lái)源:MediaTek)
IDC (In-Device Coexistence,設(shè)備內(nèi)共存)
除了Wi-Fi,我們生活周邊同時(shí)運(yùn)行的無(wú)線設(shè)備數(shù)量日益增多,尤其是藍(lán)牙設(shè)備,它與Wi-Fi 一樣均在2.4GHz的頻率上運(yùn)行。盡管藍(lán)牙與Wi-Fi 的調(diào)制方式存在差異,但在某些使用場(chǎng)景與連線環(huán)境下,兩者之間仍然可能互相干擾或降低連線質(zhì)量。傳統(tǒng)的解決方式是讓藍(lán)牙設(shè)備在Wi-Fi不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)射信號(hào),以避免干擾,然而這種被動(dòng)的避讓方式會(huì)增加系統(tǒng)延遲,而且在多Wi-Fi 與藍(lán)牙設(shè)備共存的環(huán)境中,延遲和干擾會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重。
Wi-Fi 8的IDC機(jī)制通過(guò)初始控制幀(ICF)、初始控制響應(yīng)(ICR)與控制響應(yīng)幀(CFR)等信令交互,在AP與Non-AP (客戶端,Client) 之間進(jìn)行“協(xié)調(diào)溝通”,以實(shí)現(xiàn)所謂的并存 (Coexistence)。
圖7展示了IDC的控制機(jī)制,AP與Non-AP Station (Client) 利用ICF/ICR/CFR等信令交互,獲取傳輸與接收的詳細(xì)信息,包括最高調(diào)制方式(Maximum modulation)、編碼方案Coding Scheme (MCS)、可用的最多大空間流數(shù) (Spatial Streams)、速率控制(Rate Control)等參數(shù)。
圖7. IDC 控制信號(hào)交換與順序機(jī)制(圖片來(lái)源:MediaTek)
TXOP Preemption
為了確保較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包能被優(yōu)先傳輸,TXOP Preemption機(jī)制能允許非當(dāng)前TXOP持有者 (Holders) 暫時(shí)中斷正在進(jìn)行的傳輸過(guò)程,以便于傳輸更緊急的數(shù)據(jù)。這類似于在常規(guī)道路交通中,交警臨時(shí)開(kāi)辟一條專用通道以供救護(hù)車先行通過(guò),等救護(hù)車通過(guò)后,再恢復(fù)成原先的道路狀況。
TXOP的搶占機(jī)制適用于以下兩種場(chǎng)景:
-當(dāng)AP (TXOP Holder) 正在進(jìn)行下行傳輸機(jī)會(huì) (DL TXOP) 時(shí),僅允許Wi-Fi 站點(diǎn) (Responder) 發(fā)出上行傳輸機(jī)會(huì)(UL TXOP) 的搶占請(qǐng)求。
-當(dāng)AP正在進(jìn)行上行傳輸機(jī)會(huì) (UL TXOP) 時(shí),僅允許Wi-Fi 站點(diǎn) (Responders) 發(fā)出下行傳輸機(jī)會(huì) (DL TXOP) 或另一個(gè)上行傳輸機(jī)會(huì) (UL TXOP) 的搶占請(qǐng)求。
圖8. 兩種TXOP Preemption 的使用場(chǎng)景(圖片來(lái)源:MediaTek)
Hi-Priority EDCA (HIP EDCA)
在Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,每個(gè)終端設(shè)備的每一個(gè)將被傳輸或接收的數(shù)據(jù)都會(huì)在特定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度。通過(guò)優(yōu)先級(jí)排序和相應(yīng)算法,大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成。然而,隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的日漸復(fù)雜以及越來(lái)越多具有低延遲需求跟高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流等待處理,Wi-Fi 面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。所以為了實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 8所追求的“極高可靠性”的目標(biāo),必須采用更先進(jìn)的解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題,HIP EDCA便是Wi-Fi 8中提出的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,音頻數(shù)據(jù)包通常被賦予最高的傳輸優(yōu)先級(jí)。然而正如上文提到的,當(dāng)兩個(gè)或更多設(shè)備在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)嘗試傳輸音頻數(shù)據(jù)封包時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致所有設(shè)備在隨機(jī)的時(shí)間點(diǎn)暫停所有數(shù)據(jù)包的傳輸,直至高優(yōu)先級(jí)的音頻數(shù)據(jù)包得以重新傳輸。因此,這種狀況可能會(huì)讓網(wǎng)絡(luò)的使用者產(chǎn)生不良的網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn),如語(yǔ)音通話斷斷續(xù)續(xù)、數(shù)據(jù)傳輸停滯或是傳輸失敗等問(wèn)題。
現(xiàn)有的增強(qiáng)型分布式信道接入(EDCA)機(jī)制通過(guò)提供一個(gè)較小的退避競(jìng)爭(zhēng)窗口(backoff contention window),確保Wi-Fi 的終端設(shè)備在傳輸AC3 或是AC-VO (Voice) 數(shù)據(jù)包時(shí),相較于其他訪問(wèn)類別(Access Categories) 的數(shù)據(jù)時(shí),具有更高的傳輸優(yōu)先級(jí)。然而,當(dāng)遇到上述所描述的狀況時(shí),那該如何解決?圖9展示了HIP EDCA 的數(shù)據(jù)包交換機(jī)制。根據(jù)MediaTek的技術(shù)白皮書(shū)所述,MediaTek提出了一種實(shí)現(xiàn)HIP EDCA的機(jī)制,該機(jī)制利用現(xiàn)有的 RTS frame、固定數(shù)據(jù)速率(fixed data rate )與重新設(shè)置 EDCA的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),詳細(xì)的做法如下所示:
-重新使用具有固定數(shù)據(jù)速率的non-HT 格式作為高優(yōu)先級(jí)的RTS。
-將EDCA參數(shù)重新配置為AIFSN = 2、CWmin= 0和CWmax = 7,進(jìn)而傳輸高優(yōu)先級(jí)的RTS。
通過(guò)這些操作,高優(yōu)先級(jí)的AC在與其他AC競(jìng)爭(zhēng)信道訪問(wèn)權(quán)時(shí),能夠持續(xù)獲得優(yōu)先權(quán)。同時(shí),當(dāng)發(fā)送RTS的站點(diǎn)遇到?jīng)_突時(shí),可以在EIFS周期內(nèi)重傳RTS,因?yàn)樵诖似陂g暫時(shí)退避 (backoff) 的Wi-Fi 終端不會(huì)占用信道資源。
圖9. HIP EDCA的數(shù)據(jù)包交換順序與機(jī)制(圖片來(lái)源:MediaTek)
MediaTek所發(fā)表的技術(shù)白皮書(shū)對(duì)Wi-Fi 8的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與說(shuō)明。除了白皮書(shū)與本文所提到的新技術(shù)外,還有部分新技術(shù)正由標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)與業(yè)界進(jìn)行激烈討論,并計(jì)劃納入Wi-Fi 8的規(guī)范之中,以下將對(duì)此進(jìn)行整理和介紹:
dRU (Distributed RU,分布式資源單位)
前文已對(duì)RU與MRU的原理及功能進(jìn)行了回顧。在Wi-Fi 8規(guī)范中,定義了“分布式資源單位”(dRU)來(lái)進(jìn)一步提升MRU的效率。dRU的原理在于,通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整資源單位的大小和分配策略,以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)使用場(chǎng)景下的需求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕時(shí),dRU可以分配更多資源給用戶,進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速度;而在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí),dRU則會(huì)減少資源單位的分配,以確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與公平性。dRU是專為6GHz頻段的低功率室內(nèi) (LPI,Low Power Indoor) 設(shè)備而設(shè)計(jì)的,其對(duì)于上行 OFDMA的效率有顯著的提升,并能增進(jìn)整體網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。
Co-SR (Coordinated Spatial Reuse;協(xié)調(diào)空間復(fù)用)
Wi-Fi 6的一項(xiàng)核心功能就是MIMO (Multi-Input Multi-Output)技術(shù),該技術(shù)通過(guò)多個(gè)空間流同時(shí)傳輸數(shù)據(jù),進(jìn)而大幅提升了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。在Wi-Fi 6環(huán)境中,若有一個(gè)AP以最大功率進(jìn)行傳輸,其他AP就必須相應(yīng)地降低其本身的功率以避免干擾,但這種做法會(huì)影響整個(gè)Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與可靠性。但在 Co-SR的機(jī)制下,就可以協(xié)調(diào)AP彼此之間的發(fā)射功率,使得MIMO傳輸?shù)靡赃M(jìn)行,從而提高總體的吞吐量。
Co-BF (Coordinated Beamforming;協(xié)調(diào)波束成形)
波束成形(Beamforming)對(duì)于Wi-Fi而言已不算是新的技術(shù)。在Wi-Fi 8的研究中,研究小組提出了“協(xié)調(diào)式”波束成形的方案,該方案允許同一個(gè)空間內(nèi)的多個(gè)AP互相協(xié)調(diào),進(jìn)而確定哪些終端設(shè)備需要接受信號(hào),而哪些則不需要,并據(jù)此決定波束成形的時(shí)機(jī)與發(fā)射對(duì)象。這一功能在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) (Mesh Network) 與 多AP協(xié)調(diào)(Multiple AP Coordinate )的使用場(chǎng)景中非常有用,能夠有效避免傳輸干擾,并增強(qiáng)Wi-Fi信號(hào)的覆蓋范圍。
Co-TWT (Coordinated Target Wake-up Time,協(xié)調(diào)目標(biāo)喚醒時(shí)間)
Wi-Fi 7制定了限制目標(biāo)喚醒時(shí)間 (Restricted TWT) 機(jī)制,旨在節(jié)省電力并減少不必要的周期性喚醒。而在Wi-Fi 8中,將Wi-Fi 7的“限制”目標(biāo)喚醒時(shí)間升級(jí)成“協(xié)調(diào)”目標(biāo)喚醒時(shí)間。該功能允許Wi-Fi AP與Wi-Fi 終端設(shè)備之間協(xié)調(diào)傳輸延遲敏感流量的具體時(shí)間,從而顯著降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電能消耗。同時(shí),它還能最大限度地減少與非延遲敏感流量之間的爭(zhēng)用沖突,進(jìn)而降低延遲并提高傳輸?shù)目深A(yù)測(cè)性。
目前關(guān)于Wi-Fi 8的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)制定尚處于討論階段,甚至連IEEE 802.11bn規(guī)范的第一版初稿都尚未公布。本文所涉及的關(guān)于Wi-Fi 8的新技術(shù)資料,均是基于業(yè)界權(quán)威專家與臺(tái)灣通訊芯片領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)發(fā)科技所發(fā)表的研究報(bào)告進(jìn)行整理與介紹。文中所涵蓋的內(nèi)容并非詳盡無(wú)遺,其中也加了作者的主觀看法與評(píng)論。
如本文開(kāi)頭所述,相對(duì)于前幾代的Wi-Fi技術(shù),新一代Wi-Fi 已不再是一味地追求更高的傳輸速度、更大的帶寬、更多的頻段或是更高的調(diào)制方式。反而是注重提升網(wǎng)絡(luò)效率與可靠性。很多技術(shù)與功能都在強(qiáng)調(diào)“協(xié)調(diào)” (coordinate) 與“溝通” (negotiate)。也許真正讓W(xué)i-Fi 升級(jí)的最終手段并不是一味地增加資源,而協(xié)同合作才是最終的解決方案。至少我們?cè)赪i-Fi 8中看到的就是如此。
Wi-Fi 8 的極高可靠性為Wi-Fi技術(shù)開(kāi)辟了更多的高級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域與廣闊的未來(lái)發(fā)展前景,如遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)高清轉(zhuǎn)播、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程遙控、工業(yè)級(jí)智能網(wǎng)絡(luò)與高速AI運(yùn)算等。若問(wèn)及Wi-Fi 8對(duì)于芯片與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商而言是不是一個(gè)很大的挑戰(zhàn),我個(gè)人認(rèn)為答案是肯定的。若要實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 8的極高可靠性,在硬件方面必須強(qiáng)化PHY與MAC層的能力。同時(shí),主芯片本身的數(shù)字處理速度與運(yùn)算能力也需提升至新的高度,以確保擁有足夠的資源來(lái)處理復(fù)雜且繁瑣的信息溝通與協(xié)調(diào)工作。
Wi-Fi 8為下一代的通信連接技術(shù)奠定了更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并將為未來(lái)面臨的更嚴(yán)苛的應(yīng)用場(chǎng)景提供更強(qiáng)而有力的支持,讓我們共同拭目以待!
參考資料:
Wi-Fi Alliance (https://www.wi-fi.org)
Pioneering the Future with Wi-Fi 8 - MediaTek Filogic While Paper
What Will Wi-Fi 8 Be? A Primer on IEEE 802.11bn Ultra High Reliability
https://wifinowglobal.com/
Wi-Fi 7 | Keysight
3 for 3: Wi-Fi 8, The Future of Wireless Connectivity - LitePoint
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