什么是Wi-Fi 7，为什么它重要？

我们生活在无线世界。每天有更多设备在更多地点交换更多数据。需求增长势不可挡——锡安市场研究的分析师预计无线连接市场到2030年将达到2198.6亿美元，复合年增长率超过15%。

这股激增不仅由设备激增推动，还得益于一类新型超高需求的应用，如多用户增强现实/虚拟现实（AR/VR）、沉浸式游戏以及工业物联网（IIoT）等。它们对性能的要求远超现有Wi-Fi技术的能力。支持这些应用走向主流，需要彻底重新思考Wi-Fi技术。结果就是Wi-Fi 7。

与Wi-Fi 6E相比，Wi-Fi 7提供了：

• 吞吐量提升

• 同时连接数量大幅增加

• 超低延迟

• 减少干扰脆弱性

• 成本降低

Wi-Fi 7 于2024年1月正式发布，认证产品已上市。事实上，Wi-Fi 联盟预计 2024 年将部署超过 2.33 亿台 Wi-Fi 7 设备。

Wi-Fi 7：内幕一窥

射频（RF）频谱是无线网络最宝贵的资源。为了让无线设备能够在无线网络上独立通信，每个设备都需要通过其狭窄的射频频谱片块——资源单元（RU）发送或接收数据。网络覆盖的频谱越大，RU数量越多，网络能支持的设备数量也越多。

最初几代Wi-Fi在2.4 GHz和5.5 GHz的频段上运行。可以把它们看作平行的高速公路，每条高速公路都运行单人轿车。为了提升设备连接能力，Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7增加了以6.5 GHz为中心的另一个频段。这相当于增加另一条平行高速公路，立即提升了网络可支持的设备数量。这条新的“高速公路”容量远大于之前两条高速公路的总和。

主频段被划分为频道（在我们的高速公路比喻中称为车道），每个频道又进一步细分为多个区域单元（RU）。在传统Wi-Fi中，设备在整个会话期间占据整个频道——没有其他设备能使用。如果你曾在拥挤的竞技场或展会现场发现无法连接网络，很可能是因为连接数量不足以支持该区域所有设备。这就引出了Wi-Fi 7的第一个关键升级。

Wi-Fi 7 扩展至320 MHz频道

虽然将Wi-Fi 6E扩展到6 GHz射频频段能提升容量，但该标准限制信道宽度为160 MHz。Wi-Fi 7将信道宽度扩展至320 MHz，使6 GHz频段的频道数量翻倍。回到我们的道路比喻，我们实际上将车道数量翻倍，将其转变为容量大幅增加的超级高速公路。Wi-Fi 7还有其他细节，进一步增强网络最大化频谱利用的能力。

多链路操作（MLO）

频谱的灵活使用是Wi-Fi 7的另一项重大进步。前几代Wi-Fi限制设备每个会话只能使用一个频道。如果频道无法提供所需的性能，就没有解决方案。

Wi-Fi 7的MLO使网络能够在同一会话中通过不同频道甚至不同频段同时连接设备。该技术最大化了网络的性能和利用率。这类似于车辆变道、变换高速公路，甚至使用侧道避开交通的方式。

MLO还提供了其他重要优势。在之前的Wi-Fi版本中，设备可以发送或接收，但不能同时进行两者。MLO使Wi-Fi设备能够同时实现这两种功能。

MLO的最终结果是吞吐量大幅提升。MLO 还为 Wi-Fi 7 配备了两个支持的网状网络。这些动态且自我修复的网络适用于自动化仓储、智能工厂和医疗中心等应用。

高阶调制方案

调制是将数据编码到无线信号上的技术。Wi-Fi 7 采用 4096 正交幅度调制（QAM），使 Wi-Fi 7 设备能够在同一频道中存储更多数据。可以把它想象成那辆单人乘坐的车辆在我们的数据通道上行驶，和同一辆载满12人的车之间的区别。4096 QAM 相比使用 1024 QAM 的 Wi-Fi 6E 提高了 20% 的数据吞吐量。

延迟降低——远低于Wi-Fi 6E

延迟是指网络在发送设备向接收设备传输数据过程中引入的延迟。得益于MLO和4096 QAM等技术进步，Wi-Fi 7的延迟显著低于前代。这对增强现实（AR）、虚拟现实（VR）以及沉浸式游戏尤其有利，这些游戏旨在模拟人类反应时间。

多媒体优先服务（MPS）

Wi-Fi 7 包含了一些全新的功能，其中最重要的是多媒体优先服务（MPS）。MPS使Wi-Fi网络能够定义优先用户并优先分配资源给他们。

例如，在自然灾害或其他灾难事件发生时，优先安排第一响应人员和应急管理人员之间的沟通。如今，第一响应者在访问网络时享有与其他用户相同的优先级。紧急情况下，网络可能会拥堵。MPS提供了一种方式，确保优先用户（如第一响应者）能够获得访问权限。

Wi-Fi 7的优势与应用

一些将受益于Wi-Fi 7的应用已经逐渐走向主流，从将超高清视频流媒体传输到服务于智能家居众多设备的Wi-Fi网络——包括用于远程工作和电子学习的视频会议。Wi-Fi 7的一些升级聚焦于这些技术的更广泛应用，但大多数针对性能密集型、即将成为主流的应用。这里只是其中几点。

工业物联网

物联网（IoT）在家庭、办公和零售等领域成为头条新闻，但市场预测显示工业物联网（IIoT）将远远超过它。现代工业环境，从工厂到公用事业再到物流和运输，越来越依赖联网设备。传感器和智能组件通过数据传输以实现预测性维护和分析，而网络设备控制器则支持远程故障排查和运行。

使用Wi-Fi提升了灵活性（类似可重构工厂），资本支出远低于有线系统。除了高容量和覆盖范围外，这些应用还需要五大可靠性、坚实的安全性和确定性通信，以确保所有数据和指令无延迟或干扰地送达目的地。

Wi-Fi 7非常适合满足这些需求，拥有显著的吞吐量提升、广泛的覆盖范围和尽可能低的延迟。

多用户增强现实/虚拟现实

支持增强现实、虚拟现实或它们的组合（扩展现实，XR）已经是性能消耗很大的。从单一接入点同步数据传输到多个用户，需要超高吞吐量和连接性，同时保持最小延迟并抑制干扰。Wi-Fi 7的特殊功能，包括MLO和4096 QAM，使该技术非常适合这一新兴应用。

沉浸式游戏与娱乐

增强现实和虚拟现实通过提供丰富沉浸式体验，将游戏和娱乐提升到新高度——但前提是必须在配置支持它们的网络上进行。当今的挑战涵盖云端游戏、多人在线游戏以及大型多人活动。网络需要提供同等巨大的吞吐量以显示比赛的生动细节，同时还要有广泛的覆盖，不仅连接球员，还要连接观众和广播设备。

关键是，这些应用需要极低的延迟来将球员动作转化为场上。Wi-Fi 7 更高的吞吐量、320 MHz 的信道宽度和 1 毫秒的延迟，能够跟上游戏速度。

医疗中心中的无线通信

如今，主要医疗中心已成为无线通信的超级用户。它从医疗遥测开始，发送一连串关键数据。工作人员使用笔记本电脑和平板查看病历、检测结果或查看图像。别忘了患者及其家属，他们手机、平板和笔记本电脑随身携带。

高峰使用率难以预测，网络也在不断重组。可靠性至关重要——生命几乎依赖于网络接入——安全性紧随其后。

这些需求正是Wi-Fi 7的优势所在。它旨在高效使用频谱，MPS使得员工访问和数据优先于网络上所有其他用户，确保患者护理的最佳。

Wi-Fi 7的挑战

关于Wi-Fi 7的性能提升已经有很多讨论，但这些提升并非没有设计上的挑战，从主板层面到更高层面。其中一些包括热管理，以最大限度地减少电子设备产生的热量（见图）。

SKYY85787-11是一款高度集成的5 GHz前端模块（FEM），集成了5 GHz单刀双掷（SPDT）发射/接收（T/R）开关、一个带旁通模式的5 GHz高增益低噪声放大器（LNA）以及一个面向高功率Wi-Fi 6应用和系统的非线性功率放大器（PA）。

4096 QAM 提供了显著的吞吐量提升，但执行起来比 1024 QAM 更难，需要专用的高性能功率放大器。使用320 MHz信道使得这一过程更加困难，上述所有方式再次产生更多热量。此外，还需要专用的体声波（BAW）滤波器，以减少MLO中使用的频段间的干扰。行业一如既往地挺身而出，但产品质量至关重要。

Wi-Fi 7 可满足新兴应用的需求

2007 年 iPhone 问世时，没有人预料到价值数十亿美元的应用经济生态会随之崛起。Wi-Fi 7 瞄准了各类新兴应用的需求，而它所具备的高吞吐量、超大容量、频谱效率、安全性、可靠性以及极低时延等特性，还将为更多全新应用的诞生铺平道路。

这类技术突破的实现，离不开整个产业生态的协同发力。随着 Wi-Fi 7 逐渐走向大众化，同时 Wi-Fi 8（没错，该技术已处于研发阶段）进入产品开发阶段，思佳讯（Skyworks）很荣幸能为产业发展贡献自己的力量。