一文看懂Wi-Fi 7技术标准与发展趋势

Wi-Fi 7是新一代Wi-Fi技术标准，协议代号为EHT（ExtremelyHigh Throughput），即极高吞吐量。顾名思义，该标准通过新型的物理层和数据链路层技术，将Wi-Fi的性能推向了新的高度，使其高速率、低延时、多并发的特性可以更好地支持虚拟现实、超高清等新兴应用的发展。

Wi-Fi的发展历史

Wi-Fi技术主要是指采用IEEE802.11协议族标准的无线局域网技术。Wi-Fi技术经过20余年的发展，目前已成为无线终端接入互联网的主要方式之一，具备速度快、成本低、组网便捷等特点，适用于短距离无线通信场景（如家庭、室内办公、娱乐等）。

目前越来越多的终端设备（如个人电脑、手机、平板电脑、传感器、智能家居设备等）通过Wi-Fi接入互联网。早期的Wi-Fi标准IEEE802.11-1997最高速率只能达到2Mbit/s；IEEE802.11b将速率提升到了11Mbit/s；引入了OFDM等技术后，IEEE802.11g和IEEE802.11a物理层速率提升到了54Mbit/s。之后IEEE802.11协议族演进出了三代经典的标准：IEEE802.11n、IEEE802.11ac和IEEE802.11ax，也就是人们熟悉的Wi-Fi4、Wi-Fi5和Wi-Fi6技术标准。

IEEE802.11n（Wi-Fi4）加入OFDM、MIMO、MAC层聚合等技术，最高速率达到了450Mbit/s。IEEE802.11ac（Wi-Fi5）技术标准将带宽增加到了80MHz和160MHz，加入波速成形、下行MU-MIMO等技术，物理层最高速率达到6.9Gbit/s。

IEEE802.11ax（Wi-Fi6）标准则旨在解决Wi-Fi的网络效率问题，提升密集环境下用户的网络性能，其参考借鉴了4G的OFDMA技术，同时又引入了1024QAM高阶调制、SR空间复用和上下行MU-MIMO等技术，最高速率可达到9.6Gbit/s。

Wi-Fi7的设计目标

随着电子信息技术的发展，市场上的新兴应用层出不穷，例如4K/8K高清视频、虚拟现实、视频会议等，这些应用对无线通信带宽有了更高的要求，如4K/8K高清视频要求数据传输速率达到20Gbit/s以上。

目前很多应用除了高速率之外，对时间敏感度（如时延、抖动、丢包率等）也有很高的要求，例如大型网络游戏、工业物联网和虚拟现实等新兴应用，要求时延在10ms以下。

Wi-Fi7的设计目标是利用现有的2.4GHz和5GHz频段以及新增的6GHz频段，兼顾高性能和高可靠性两方面特性，使得Wi-Fi速率达到30Gbit/s以上，时延降低到5ms以下。

据悉，IEEE802.11be工作组成立于2019年，目前标准制定进行到DRAFT3.0版本，预计2024年底Wi-Fi7标准将正式发布。Wi-Fi联盟也成立了Wi-Fi7的TTG工作组，计划在2023年底启动认证测试。

Wi-Fi7应用场景

虚拟现实

随着元宇宙概念的提出，越来越多的线下场景被数字化。高性能的XR设备是元宇宙的入口终端（主要包括VR一体机、VR/AR眼镜、VR头盔等），旨在打造一个身临其境的数字化场景，用户通过XR设备能够获得与真实世界一致的用户体验。例如运动类VR程序在虚拟环境中可创建一个运动环境（如乒乓球场、网球场、羽毛球场等），用户能够通过VR设备进行各种球类运动，仿佛置身真实场地中。此类应用终端要在第一时间捕获用户的实时动作和身体姿态，因此对无线网络提出了较高要求，高速率、多并发和低时延才能满足此类应用，而这正好符合Wi-Fi7的技术特点。

视频会议/在线办公

疫情三年，居家办公、视频会议、在线办公、云端办公成为很多公司员工主要的办公方式。在后疫情时代，视频会议、云端办公等办公方式以其效率高、互动性强、成本低等特点被不少公司保留。伴随着4K/8K超高清技术的引入以及在线人数的增多，人们对高速率、无卡顿网络的需求与日俱增，Wi-Fi7的发展恰逢其时。此外，无论是居家办公还是现场办公，随着云端应用和物联网应用的增加，用户也需要更低的延迟和更高的上传/下载速率，以实现高效办公。

游戏场景

近年来，电子游戏行业快速发展，游戏形态层出不穷，特别是以“王者荣耀”为代表的手机游戏发展异常火爆。此类游戏通常在一个场景中会有多个不同的玩家，游戏终端与游戏服务器不断实时交换游戏生成的数据，因此必须保证数据的实时性，若延时过大就会影响用户的游戏体验。云游戏是一种新兴的电子游戏，它允许计算量大的游戏在玩家的低成本终端设备上运行，这与在传统平台上运行的游戏形成鲜明对比。在云游戏中，用户的终端设备不需要渲染图片或视频，这项工作在云端服务器完成，因此需要高速率、大带宽的网络配合，Wi-Fi7高速率、低时延的特性正好满足此类需求。

工业互联网

工业互联网的数据传输以往通过有线网络进行，目前正在进行从有线到无线的升级。Wi-Fi7大带宽、低时延的特点十分契合工业场景，例如其大带宽、高速率特性能够支持工业场景实时的视频采集；低时延、高可靠特性能够保证工业设备控制的准确性；高可靠特性能够保证AGV的无缝漫游。

Wi-Fi7核心技术

为了达到更高的性能，Wi-Fi7采用了320MHz带宽、4096QAM高阶调制、多空间流、多RU策略、多链路运行（MLO）等技术。

320MHz带宽

为了支持更高速率，Wi-Fi7将最大带宽提升到了320MHz，带宽的提升使其能够达到30Gbit/s及以上的速率。320MHz带宽的使用也与6GHz频段的开放有很大关系。美国政府2020年4月23日发布法规，将全部6GHz频段（5925—7125MHz，共计1200MHz带宽）用于免许可业务。欧洲开放5925—6425MHz的500MHz带宽用于免许可业务。拥有6GHz频段的支持，新一代的Wi-Fi7技术能够使用连续的320MHz带宽进行数据传输。

高阶调制

高阶调制一直是Wi-Fi技术演进中的重要一环。Wi-Fi7最高支持4096QAM高阶调制，每个符号能够携带12个比特位。Wi-Fi6最高支持1024QAM，每个符号携带10个比特位。因此Wi-Fi7的性能相比Wi-Fi6提升20%。

多空间流

自Wi-Fi4引入MIMO技术之后，多空间流一直都是Wi-Fi技术提升性能的手段之一。Wi-Fi7最高支持16空间流，较Wi-Fi6的8空间流提升了一倍。

改进的OFDMA策略

Wi-Fi7在多址技术上继续采用正交频分多址技术（OFDMA）。自Wi-Fi6开始，Wi-Fi借鉴蜂窝无线网络，引入了OFDMA技术，增加了RU的概念，但Wi-Fi6的OFDMA技术仍存在局限性，每个终端只能分配到一个RU。Wi-Fi7改进了OFDMA技术，在规则内允许单个终端占据多个RU，使频谱效率再次得到提升。此外，Wi-Fi7的前导码穿孔机制也变得更加灵活，支持240MHz和320MHz带宽。

多链路运行

Wi-Fi7引入了多链路运行技术（MLO）。传统的Wi-Fi一般只能通过单一频段进行传输，而Wi-Fi7引入多链路聚合机制，能够实现在不同物理层链路上的分组聚合，在多频段上同时传输数据。传输的模式主要有复制传输和联合传输。复制传输是在两条链路上传输同样的数据流，先到先得，增加了链路的可靠性。联合传输是在两条链路上传输不同的数据流再进行组合，有效提升了传输效率。Wi-Fi7通过多链路运行技术可实现更高的吞吐量和更低的时延。

Wi-Fi7的发展现状

全球产业情况

目前Wi-Fi7的芯片及解决方案已经问世。高通在2022年MWC大会上发布了首款支持Wi-Fi7的高通FastConnect7800芯片，可完整支持Wi-Fi7的所有特性，覆盖2.4GHz、5GHz、6GHz三大频段，支持高频多连接并发技术、4096QAM高阶调制技术，峰值传输速度可达5.8Gbit/s，比前代提升60％。

博通在2022年发布了Wi-Fi7生态系统产品组合，芯片组包括BCM67263、BCM6726、BCM43740、BCM43720和BCM4398，产品涵盖Wi-Fi路由器、住宅网关、企业接入点和用户端设备。

联发科在CES2023上首次展示了Wi-Fi7解决方案，MediatekFilogic880平台主要面向运营商、路由器零售商和企业级市场。Filogic380平台旨在为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电视和流媒体设备等众多终端带来Wi-Fi7连接。

英特尔也在“2023中国台北国际计算机展”上展出了全新的支持Wi-Fi7的BE200/GalePeak2无线网卡。

在产品方面，目前上市的Wi-Fi7产品并不是很多，能够供消费者选择的主要是路由器产品。

例如TP-Link的ArcherBE900和ArcherBE800，华硕的BE96U，NetGear的BE19000等，现阶段这些产品主要在海外销售。

目前IEEE802.11be标准制定已经到了D3.0阶段，Wi-Fi联盟计划于2023年年底开始Wi-Fi7的认证测试，预计在Wi-Fi联盟认证推出后Wi-Fi7将开始大规模商用。

我国相关产业发展情况

目前我国Wi-Fi7产业处于起步阶段。2023年6月1日，工信部网站发布了《国家无线电办公室关于采用IEEE802.11be技术标准的无线局域网设备新增型号核准技术要求及测试方法的通知（征求意见稿）》，Wi-Fi7相关标准有望在不久后落地。

当然，目前有些产品的方案已基本成熟，例如小米手机在其微博上表示小米13系列和万兆路由器将支持Wi-Fi7，预计在型号核准政策确定和联盟认证推出后市面上会出现更多的Wi-Fi7产品。

目前在Wi-Fi领域，我国主要的产业链为芯片、产品和服务应用，其中芯片及其解决方案是产业的核心和关键。在Wi-Fi6时代，我国的芯片企业（如华为海思、乐鑫科技等）已经能够自研Wi-Fi6芯片，随着我国芯片产业的发展，相信Wi-Fi7时代会将有更多的国产芯片出现。

此外，频谱资源也是影响我国Wi-Fi7产业发展的重要因素之一。2023年6月28日，工业和信息化部发布的新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》明确提出，率先在全球将6425—7125MHz全部或部分频段划分用于IMT（国际移动通信，含5G/6G）系统，这意味着6GHz的下半部分已经划分给了IMT。上半部分（5925MHz—6425MHz）是否划分给Wi-Fi目前还没有明确答案。未来如果这段频谱划归Wi-Fi使用，必将加速Wi-Fi7相关产业发展。

Wi-Fi7的发展趋势和挑战

频谱资源

从Wi-Fi的发展历史来看，通过扩大频谱资源换取更高的速率一直是Wi-Fi技术的发展方向之一，Wi-Fi7也遵循了这样的规律，通过更大的320MHz带宽获取更高的速率性能。

6GHz频段为Wi-Fi7的大带宽提供了保障，6GHz频段内的连续频谱足以提供3个320MHz信道、7个160MHz信道或14个80MHz信道的带宽，有效解决Wi-Fi频段不足的问题。

目前美国、日本及欧盟等国家和地区将6GHz频谱全部或部分给了Wi-Fi技术。而我国的频谱划分与欧美有所不同，6GHz频段是否留给Wi-Fi使用还未给出明确政策。当前阶段在我国销售的Wi-Fi产品还不能使用6GHz频段，目前我国也没有连续的320MHz频段来支持Wi-Fi7的最高速率，因此我国未来的频谱策略能否支持Wi-Fi7的最大带宽仍是个疑问。

终端和应用

目前Wi-Fi7的发展还处于起步阶段，Wi-Fi7终端普及度不高。如果未来苹果手机以及安卓手机都支持Wi-Fi7技术，Wi-Fi7成为高端手机的标配，则无疑会加速Wi-Fi7的发展和普及。

此外，新型终端及其相应的“杀手级应用”也会加速Wi-Fi7的普及，例如苹果VR眼镜上的沉浸式体验、VR一体机和AR眼镜上的“杀手级应用”、相关爆款手机游戏等。但新应用也有一定的不确定性，例如火爆了两年的元宇宙近期开始降温，元宇宙的鼻祖Meta营收也出现下滑。因此，新终端、新应用能否助力Wi-Fi7发展还有一些不确定因素。

消费者的接受度

目前市场上Wi-Fi7产品的数量有限，价格偏高。以TP-LINK的Wi-Fi7路由器BE800为例，其在美国亚马逊网站上的销售价格为599美元，已经接近一部高端手机的售价，价格明显偏高。后续随着Wi-Fi7技术的成熟以及联盟认证的开展，将有更多的Wi-Fi7产品供消费者选择，产品价格也将下降。

此外换机周期也是需要考虑的因素，2019年Wi-Fi联盟正式发布Wi-Fi6认证，距今也才四年的时间。CounterpointResearch调研数据显示，2022年手机换机周期长达43个月，为历史最高水平，而网络设备的更换周期一般要长于手机，很多家庭在2020年前后更换了Wi-Fi6设备，消费者是否有意愿在第一时间将Wi-Fi网络升级到Wi-Fi7还有待观察。

结语

作为最新一代无线局域网标准，Wi-Fi7将Wi-Fi的性能再次提升到了一个新的高度，适合于新兴应用场景（如虚拟现实、超高清视频、工业互联网等）。虽然目前Wi-Fi7的发展仍处于起步阶段，但随着应用的不断创新、产业生态的不断成熟以及消费者需求的不断增长，未来Wi-Fi7必将成为无线通信的重要组成部分。

*本文刊载于《通信世界》

总第928期 2023年9月25日 第18期

原文标题:《Wi-Fi 7技术标准与发展趋势研究》

作者：中国信通院博鼎实华无线终端部 彭程 周士瑜

责编/版式：盖贝贝

审核：舒文琼

监制：刘启诚