Wi-Fi 7与Wi-Fi 6区别 - 探索 Wi-Fi 7 的卓越能力
2026年01月19日/ 浏览 8
近年来，视频会议、超高清流媒体服务、云服务、游戏和先进工业物联网 (IIoT) 等应用显着提高了无线技术的门槛。 Wi-Fi 6（包括 Wi-Fi 6E）和双频 Wi-Fi 是满足不断增长的无线需求的有希望的解决方案。 然而，Wi-Fi 6 的实际改进和显着优势却并不令人印象深刻。
现在，我们即将推出一个新标准，带来比 Wi-Fi 行业前所未有的重大技术变革。 Wi-Fi 7 对于住宅和企业用户来说将是一个巨大的飞跃。 本文将为读者深入了解 Wi-Fi 7 最新进展，帮助工程师更好地了解 Wi-Fi 7 的全部功能以及这些新功能带来的所有技术挑战。 最终，它将帮助工程师顺利采用 Wi-Fi 7 并开发这些先进无线技术的潜在应用。推荐阅读：
无线局域网 WLAN是什么意思啊?
WLAN是Wireless Local Area Network的简称，即无线局域网。
WLAN技术一直都发展的很好，Wi-Fi的标准一直不停的向前演进和迭代，每4-5年就有新的标准发布。虽然5G已经推出了，但是不会造成Wi-Fi技术的消亡。目前5G技术和Wi-Fi 6就一直处在竞争白热化。
无线局域网推行之初被普遍认可的两个国际标准是 IEEE 802.11 a 和 IEEE 802.11 b。最初设计这些标准的目的是为满足笔记本电脑在家和办公室环境中可随意移动的要求。随后，在一些机场、酒店和购物广场也开始允许建立“户外”连接。主要功能是为有线宽带连接提供一个链路，让您随时随地上网和收发电子邮件。
虽然5G已经推出了，但是其不会造成Wi-Fi技术的消亡。在Wi-Fi 6的时代，5G技术和Wi-Fi 6已经呈现竞争白热化。Wi-Fi 联盟（Wi-Fi Alliance® ）正在拓展其频段到6GHz，并命名为Wi-Fi 6E. 各模块和设备厂商正快马加鞭的开发Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6e的产品。与此同时，IEEE 802.11标准组织已经开始定义下一代的WLAN技术标准802.11be， 一些芯片厂家已经开始了相应的研发。
无线局域网的演变
目前，在中国市场上已经有很多诸如路由器，手机等支持Wi-F6 的产品，这些产品同时支持其他的无线技术，如5G,BLE,Zigbee和Lora等。这为测试增加了挑战。
1999年，802.11b标准推出，那时候工作频段在2.4-2.4835G，数据速率在11Mbps。时隔四年后陆续推出了11a和11g，a比较适用于企业，但运营商为了兼顾现有11b设备投资，更偏向选择11g。然后是802. 11n（也称作wifi4）和目前使用比较多的的是802. 11ac（wifi5），它们既可以工作在2.4 GHz频段也可以工作在5 GHz频段上，传输速率可达600 Mbit/s（理论值）。近年来最热的就是wifi6 和 6E，以及正在研发完善当中的11be。
WLAN标准演进
802.11 a 在 5 GHz 时提供高达 54 Mb/s 的速度、802.11 b 在2.4 GHz 时提供高达11 Mb/s 的速度，而且这两个频段都是免费的、不需要授权。为了最大程度地减少其它设备的干扰，这两个标准均采用了扩频传输技术和比较复杂的编码技术。
2003 年，IEEE 颁布了新的标准版本802.11g。802.11g 仍旧在2.4 GHz 频段工作，但是数据速率可以达到54 Mb/s。与此同时， 一种新的应用模式：即在家庭和小型办公室里可连接多个设备并在设备间进行数据共享和无线打印，对吞吐量提出更高要求，从而使得一个新的研究项目应运而生，
这就是 2009 年公布的 802.11 n 的由来。为了使单信道的数据速率最高可以超过100 Mb/s，802.11 n 标准引入了 MIMO 技术，利用物理上完全分离的最多4个发射和4个接收天线，对不同数据进行不同的调制/ 解调，来达到传输较高的数据容量的目的。
随着更多复杂应用场景的加入：无线显示、分布式高清电视、快速上传下载等，IEEE内部设2个工作组，研究“甚高吞吐量”VHT。
TGac：以802.11n为基础进行扩展，制定ac。在5G频段下，可达到理论上最大8挑空间流的6.97Gbps。。
Tgad：提出ad。在60GHz频段上使用大约2GHz频谱带宽。近距离可实现约8Gbps吞吐
两者都可以向后兼容，即MAC层考虑到与之前标准的兼容，物理层进行改动。
什么是Wi-Fi 7？Wi-Fi 7 和 Wi-Fi 6有什么区别呢？
根据Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）数据，下一代360度AR/VR应用对无线带宽的需求最高已经达到 200 Mbps。从应用出发，大带宽、低时延的下一代无线网络呼之欲出。Wi-Fi联盟在2019年推出IEEE 802.11ax标准（Wi-Fi 6）的4年后，即将推出新一代IEEE 802.11be标准，即Wi-Fi 7。
WiFi 7（Wi-Fi 7）是下一代Wi-Fi标准，对应的是IEEE 802.11将发布新的修订标准IEEE 802.11be –极高吞吐量EHT（Extremely High Throughput ）。
Wi-Fi 7 和 Wi-Fi 6有什么区别呢？
Wi-Fi 7是在Wi-Fi 6的基础上引入了320MHz带宽、4096-QAM、Multi-RU、多链路操作、增强MU-MIMO、多AP协作等技术，使得Wi-Fi 7相较于Wi-Fi 6将提供更高的数据传输速率和更低的时延。Wi-Fi 7预计能够支持高达30 Gbps的吞吐量，大约是Wi-Fi 6的3倍。
Wi-Fi 7在Wi-Fi 6标准的基础上，引入了许多新的技术，主要体现在：
预期 Wi-Fi 7 性能 VS Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 5
从表 1 的最后一列中，您可以清楚地看到 Wi-Fi 7 将能够提供的一些性能数据。 如您所见，我们希望从 Wi-Fi 6 到 Wi-Fi 7 实现 4.8 倍的连接速度增益，从而使最大理论数据速率达到 46 Gpbs。 从 Wi-Fi 5 到 Wi-Fi 6，速度提升幅度要大得多，仅为 2.8 倍。
如此大的速度提升主要是由于通道大小增加至 320 MHz。 从表 1 中可以看出，通道尺寸十多年来一直保持不变。 Wi-Fi 7 能够提供更高速度的另一个关键原因是它支持三个频段（2.4 GHz、5 GHz、6 GHz）和多链路操作。
频段进一步划分为较小的信道（Channel）。以2.4GHz频段为例，频率从2.401GHz到2.483GHz，被分为13个信道（2.4G频段一共14个信道，中国只开放前13个信道）。
图 3 显示了 Wi-Fi 7 可用的频段、频谱、信道和信道宽度。该功能不仅提高了连接速度，而且与 Wi-Fi 6 相比，网络容量提高了五倍。在后面的部分中，我们将介绍 更详细地探索这些新技术特性。
根据 Wi-Fi 7 的规格，除了 46 Gpbs 的速度外，我们预计 Wi-Fi 7 的延迟还将低于 5 毫秒。 这比 Wi-Fi 6 好 100 倍以上。有了这样的性能，我们可以预期 AR/VR 性能提高 15 倍。
Wi-Fi 7 最大通道带宽增加 - 最大信道: 320MHz
如表 1 中所述，Wi-Fi 7 最显着的变化之一是最大通道带宽。 它允许 6 GHz 频段的带宽从 160 MHz 增加一倍至 320 MHz。 这一变化将支持更多的同步数据传输。 如图 4 所示，通过两倍的带宽资源，您可以轻松预期基本速度加倍。
目前，两个主要挑战将使 320 MHz 的采用速度变慢。
首先，从监管角度来看，某些地区支持320MHz连续频谱的三个信道，而另一些地区只支持一个信道，有些地区不支持任何信道。 这就是为什么该带宽目前是 6 GHz 频段独有的。 它需要不同地区的政策制定者与Wi-Fi行业密切合作，寻找可行的解决方案，为Wi-Fi应用提供额外的带宽。 尽管存在这些挑战，一些芯片组/模块供应商已经对 Wi-Fi 7 模块进行了认证，并且一些设备制造商将在 2023 年发布 Wi-Fi 7 接入点 (AP)。
另一个挑战是我们需要兼容的客户端来支持此功能。 目前，所有客户端设备最多仅支持 160 MHz。 设备制造商在设计和开发新产品时必须考虑干扰或功耗等因素。 更高的带宽支持通常意味着更高的功耗和更高的干扰机会。 设备制造商通常需要时间才能在性能和其他因素之间找到平衡。 因此，业界还需要一段时间才能充分利用信道带宽的增加。
多链接操作 - Wi-Fi 7 另一个重要功能
Wi-Fi 7 还有另一个重要功能。此功能是多链路操作或 MLO。 目前，如图3左侧所示，Wi-Fi技术仅支持单链路操作，这意味着Wi-Fi设备只能使用2.4 GHz频段或5 GHz频段传输数据。 借助 Wi-Fi 7 和 MLO（如图 5 右侧所示），Wi-Fi 设备可以使用所有可用频段和通道同时传输数据。 MLO 通常有两种工作方案。 设备可以为每个传输周期选择不同的频段，也可以聚合多个频段。 无论哪种方式，MLO 都可以避免链路拥塞，从而降低延迟。 此功能将提高 VR/AR、游戏、视频会议和云计算等应用的可靠性。
如上一节所述，Wi-Fi 7 现在支持更宽的最大通道带宽，高达 320 MHz。 为了支持高频段聚合，会导致更宽信道中PAPR（峰均功率比）的增加。 因此，这种 MLO 功能将引入更多功耗，设备制造商必须找到方法进行补偿。 除了额外的功耗之外，拥有更多的子信道也会同时使管理干扰变得更加困难。
通道穿刺
以下重要特征是信道打孔或前导码打孔。 这一功能允许接入点 (AP) 同时与多个配套设备建立传输，并能够监控信道上的干扰。 如果他们检测到信道中的干扰，他们可以“击穿”信道并切出 20 MHz 子信道，以继续在信道的其余部分中进行传输。 由于穿孔量，整体带宽较低，但我们仍然启用一个像样的通道，而不是根本不使用它。
信道打孔已经作为一项可选功能存在于 Wi-Fi 6 中。 但由于其技术复杂性，该功能需要兼容的AP和客户端才能正常工作。 目前还没有任何制造商利用此功能。 随着新的 Wi-Fi 7 标准的出现，这种通道穿刺可能会成为一项标准功能。
对于测量要求来说，这一特性给监管方面提出了更多挑战。 欧洲电信标准协会 (ETSI) 已经给出了前导码穿孔测试的标准，但适用于 160 MHz 带宽。 然而，联邦通信委员会 (FCC) 需要为前导码穿孔的测量限制提供明确的指导方针。 现有的测量限制并不是针对 Wi-Fi 7 前导码穿孔功能而设计的，而且限制过于严格。 例如，演示文稿中讨论了如何处理动态频率选择 (DFS) 测试的通道打孔，但 KDB 指导文件中没有真正的正式定义。 此外，信道打孔的带内发射限制也可能发生变化。
什么是前导码打孔？
前导码打孔，Preamble Puncturing（以下简称Puncturing），这个技术在Wi-Fi 6标准里是可选技术，由于其技术成本高，一般产品的实际功能里没有这个功能。到Wi-Fi 7标准中，这个成为强制标准，即产品必须要具备的功能。我們知道，为提升速率采用信道捆绑技术，比如：把8个20MHz的信道捆绑成一个160MHz的信道。
在信道捆绑中，有主信道（Primary channel）和辅信道（Secondary channel）之分。在捆绑成40MHz的信道中，有Primary20信道，Secondary20信道；然后这两个信道又共同组成一个捆绑80MHz信道的Primary40，另外的是Secondary40；以上共同组成Primary80，其余的组成Secondary80。
信道捆绑，以前的协议有两条原则：原则一，只能捆绑连续的信道。原则二，在捆绑信道模式下，必须在主信道干净、无干扰的情况下，辅信道才能传输信息。
那假设，当Secondary20出现干扰的时候，Primary40整体就是不干净的信道，那么Secondary40就无法传输信息了；再进一步Primary80也不干净，那Secondary80也无法传输信息。最后，一个捆绑成160MHz的信道，因为其中一个Secondary20的20MHz信道干扰，一下子下降为只剩20MHz（Primary20）传输信息了，7/8信道资源都浪费了。Wi-Fi 7的Puncturing技术正是解决这个问题的。
Wi-Fi 7 和物联网支持的其他重要新功能
为了在一个 Wi-Fi 网络上支持更多 IoT 设备，Wi-Fi 7 引入了 16 x 16 多用户多输入和多输出 MU-MIMO。 这一特性将轻松使Wi-Fi 6的网络容量翻倍。这在极大提高传输效率的同时，也大大增加了所需的测试量，因为每个天线输出都需要进行多次测试。
Wi-Fi 7采用高阶调制方案4096-QAM，进一步提升峰值速率。
编码方式是一种无线信号调制技术，以无线电波的不同幅度、相位或频率的组合来表示数据信息。编码方式决定了在一个符号（Symbol）里所能承载的比特（bit）数量。
Wi-Fi 6 采用最高 1024-QAM 调制，每个Symbol承载 10bit 信息。Wi-Fi 7 采用最高 4096-QAM 调制，每个Symbol承载 12bit 信息。Wi-Fi 7编码能力是Wi-Fi 6的1.2倍，传递信息密度更大。
如图 7 所示。这使得 Wi-Fi 7 可以一次承载 12 位，而不是 10 位。 这意味着与 WiFi 6 的 1024-QAM 相比，仅新的调制方案就能将理论传输速率提高 20%。 除了更快的数据速率提升之外，在流媒体、游戏和 VR/AR 应用方面，4K-QAM 还意味着完美的 4K/8K 图像质量、更高的色彩准确度和最小的延迟。
正交幅度调制(QAM调制)
什么是QAM调制?
正交幅度调制即QAM（英文全称：Quadrature Amplitude Modulation、亦称为：正交振幅调制），是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。数字调制器作为DVB系统的前端设备，接收来自编码器、复用器、DVB网关、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，同时也可根据需要选择中频输出。它以其灵活的配置和优越的性能指标，广泛的应用于数字有线电视传输领域和数字MMDS系统。
QAM信号调制和解调更加复杂，要比其他制式的成本要高。换句话说，高阶QAM星座点比纯粹PSK（例如BPSK 或8-PSK）更加分散。它们不容易受到噪声和失真的影响，BER 也会降低。在2n-QAM 方案中，2n 星座点表示每个符号有一组n 比特，通常分布在正方形点阵（参见图8）。2-QAM（最低阶QAM）每符号仅有1 比特。在对应1 和0 的两个星座点之间，幅度保持不变，但存在π 的相位差。因此，2-QAM 实际上与BPSK 是同一个方案。同样地，4-QAM 从概念上讲不同于QPSK，但两者的星座图是一样的。同样，这里只有1 个幅度值，4 个星座点之间的相位差为π/2。8-QAM 可能有2 个幅度值和4 个相差π/2 的相位值，它们定义了星座点，每个点表示3 个比特。
在其他的2n-QAM 方案（n 是奇数）中，很难使星座点呈现正方形点阵分布。
这会对BER 性能带来负面影响；实际上，8-QAM 方案并不实用。相反，16-QAM 的频谱效率是8-QAM 的两倍，且BER 的增幅很小，因而更受欢迎。
16-QAM。每个符号表示4 比特。16 个星座点呈现正方形点阵分布（参见图18）。它们通常是格雷码，相邻两个星座点之间的变化只有1 比特。由于噪声的影响，某个已测点被错误地分配给邻近点，比特误码率保持在最低：1 个错误比特。幅移键控和相移键控。在APSK 中，一如其名，幅度和相位均被调制。与QAM 不同的是，它的星座点分布在I/Q 平面中的同心圆上。
这个概念被引入到卫星系统（射频功率放大器具有非线性特性）。因此需要一个能够容忍非线性放大的调制方案（包含较少的幅度），以便更轻松地平衡这种非线性。
图11 对比了16-QAM 和16-APSK 的星座图，其中16-QAM 有3 个幅度，而16-APSK 只有2 个。32-QAM 有5 个幅度，而32-APSK 有3 个。注意：QAM 振铃的间距是不均匀的，有的振铃间距很窄，从而加剧了非线性补偿的难度。
在光纤中，APSK 可应用到非线性噪声场景中，用于改善对非线性光纤特征的容忍度。当数据速率高达400 Gbps 及以上时，16-QAM 的星座点间距较大，更易实施且光信噪比性能更佳，因而是首选的方案。
多载波实施现在可以基于 6.25 GHz 的网格粒度和相当于 12.5 GHz 整数倍的宽度来聚合信道，通常称为“柔性网格”。国际电报联盟(ITU)2 针对信道可扩展的柔性网格做出了定义，这样可以进一步提高频谱效率。
多RU的分配（Multiple Resource Unit）。
一个是RU的分配上。在Wi-Fi 6的时候，一个节点只能被分配一个RU，而且不能够跨RU分配。在Wi-Fi 7里面，可以允许节点被分配多个RU。协议里面应该是用RU和MRU（Multiple Resource Unit）这两个词做区分。
在WiFi 6中，每个用户只有一个分配给传输帧的资源单元（RU），这使得频谱资源不太灵活。 而 WiFi 7 允许多个 RU 组合为单个用户提供服务，从而提高了传输效率。 参见图 13。
Wi-Fi 7在合规方面的挑战
无线连接在我们的生活中变得越来越重要。 Wi-Fi 技术在满足家庭和企业用户对更高速度、低延迟、高容量和高效率日益增长的需求方面发挥着至关重要的作用。 与 Wi-Fi 6 (802.11ax) 相比，Wi-Fi 7 (802.11be) 将在所有这些主要方面带来改进，并将为更多更好的物联网应用和服务打开更多大门。
Wi-Fi 7 利用增加的通道宽度、多通道操作和通道打孔来提高速度和效率。 多用户功能增强、4K-QAM 和多 RU 支持等其他功能将进一步优化用户体验。
随着向后兼容、共存和 4096 QAM 调制等新特性的出现，在合规方面，802.11be 的信号质量也将面临巨大挑战。让我们以 4096 QAM 调制为例。802.11be 的 QAM 调制比上一代 802.11ax 的误差矢量幅度（EVM）要求更加严格，减少了 3 dB，从 -35 dB 降低为 -38 dB。在具有挑战性的 EVM 要求下，噪声、功率放大器的非线性、相位噪声等误差因素将受到更严格的审视。为了应对这些变化，就需要用高性能的信号分析测试软件和设备来满足更低 的EVM分析。EVM 分析和测量是评价信号质量的关键指标。正确测试一个信号的 EVM 本身就有困难。而同时，测量多个信号来解调和评估 EVM，减少误差因素的影响，这些都挑战重重，特别是在精确定位误差位置时。
软件在测试 Wi-Fi 7 等新标准方面发挥着关键作用。测量和测试工具也在随着标准演进。软件正在不断发展，以帮助改善无线连接。
Wi-Fi 7 也面临着一些严峻的挑战。 最重要的是在更广泛的功能支持和功耗之间找到平衡。 当然，子信道中始终存在干扰因素。 为了支持所有这些新功能，我们需要兼容的接入点和客户端，如果我们没有针对世界所有地区的所有监管指南，这是不可能的。 这就需要监管机构与行业领导者密切合作来定义这些指导方针，以便Wi-Fi 7从理论演变为现实。
