一文了解什么是Wi-Fi 7,WiFi 7又给我们带来了哪些创新?
2020 年 9 月,我们庆祝 IEEE 802.11 项目成立 30 周年,该项目改变了我们的连接习惯。
如今,由一系列 IEEE 802.11 标准定义的 Wi-Fi 是最流行的数据传输无线技术。Wi-Fi 传输超过一半的用户流量。虽然蜂窝技术每十年进行一次品牌重塑,例如从 4G 切换到 5G,但对于 Wi-Fi 用户而言,提高数据速率以及引入新服务和新功能的转变几乎是无形的。只有少数客户关心消费电子产品包装盒上“802.11”后面的字母“n”、“ac” 或“ax”。但这并不意味着 Wi-Fi 不进化。
这种演变的见证之一是标称数据速率的急剧增加:从1997年速度为2 Mbps 的IEEE 802.11进化到在最新的802.11ax中几乎达到 10 Gbps的速度,这个标准也称为 Wi-Fi 6。现代 Wi-Fi 实现了这样的性能增益,这要归功于更快的调制和编码方案 (MCS)、更宽的信道以及采用多输入多输出 (MIMO) 技术。
除了高速率无线局域网的主赛道外,Wi-Fi演进还包括几个小众项目。例如,Wi-Fi HaLow (802.11ah) 将 Wi-Fi 带入了无线物联网市场。毫米波 Wi-Fi (802.11ad/ay) 以非常低的范围为代价支持高达 275 Gbps 的标称数据速率。与 8K 视频、虚拟现实、增强现实、游戏、远程办公和云计算相关的新应用和新服务,以及支持无线网络大流量用户的需求,推动了通信转发到极高吞吐量 (EHT) 的无线网络。
2019 年 5 月, Task Group BE (TGbe) 开始着手对 Wi-Fi 标准进行新的修订,将 ≤ 7 GHz 信道中的标称吞吐量提高到超过 40 Gbps,并为实时应用程序提供支持 (RTA)。除了提高数据速率和减少延迟外,这些功能还重新考虑了 Wi-Fi 操作的重要概念,例如前向兼容物理层 (PHY)、可扩展探测、多接入点 (Multi-AP) 合作,这将 为 Wi-Fi 的进一步发展奠定基础。
在本文中,我们将给大家科普一下,WiFi 7是什么?
什么是Wi-Fi 7
首先,我们现阶段所使用的Wi-Fi都是来源于IEEE的802.11标准,IEEE 802.11标准是由电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers),在1997年所提出的,目的是为了解决在无线局域网内的标准问题。而在此后的一段时间内,IEEE 802.11经过了一系列的发展,进行了多个标准的迭代。
我们现阶段使用Wi-Fi在本质上来说,就是基于IEEE的802.11标准而来的,不过IEEE的802.11标准并不是等同于Wi-Fi。只有经过Wi-Fi联盟认证过IEEE 802.11的设备才是我们日常所使用的Wi-Fi。
Wi-Fi7就可能基于IEEE 802.11 be的标准延伸而来,而现阶段的正在逐渐走入众多消费者使用的Wi-Fi 6/Wi-Fi 6E就是其中的IEEE 802.11 ax标准而来的,因此这一标准名称来看,我们可以很明确的看到,Wi-Fi 7是针对于Wi-Fi 6以及Wi-Fi6E的又一次升级。
通过图表我们可以看到近几代Wi-Fi在关键特性上的区别,并且我们可以得知,Wi-Fi7目前还处在制定状态。根据目前的消息来看,Wi-Fi 7整个协议标准将按照两个Release发布。Release1预计在2022年底发布标准;Release2在2022年初启动,并且在2024年底完成标准发布,并最终在2024年底推出正式的Wi-Fi7协议。
WiFi 7的七大创新?
11be 项目包含了非常雄心勃勃的目标,这些目标与更高的标称数据速率、更高的频谱效率、更好的干扰缓解和提供 RTA 支持有关。为了实现这些目标,802.11 工作组讨论了来自不同领域的大约 500 项提案,这些提案可以映射到 Wi-Fi 7 的七大创新之一。
1) EHT PHY
Wi-Fi 7 获准通过将 MU-MIMO 中的带宽和 SS 数量加倍来扩展先前 Wi-Fi 标准的 PHY,这将标称吞吐量提高了 2 × 2 = 4 倍。PHY 还通过利用 4K-QAM 引入了更高速率的 MCS,使标称吞吐量增加了 20%。因此,与 Wi-Fi 6 的 9.6 Gbps 相比,Wi-Fi 7 将提供高达 2×2 × 1.2 = 4.8 倍的标称数据速率。因此,Wi-Fi 7 的最大标称吞吐量为 9.6 Gbps × 4.8 ≈ 46 Gbps。此外,PHY 协议的革命性变化与以前的 PHY 标头的通用化和开发向前兼容的帧格式有关。
2) 具有 802 TSN 特性的 EDCA
为了支持 RTA,TGbe 检查了 IEEE 802 TSN 的主要发现,并讨论了如何改进 EDCA。标准委员会正在进行的讨论与退避程序、AC 以及数据包服务策略有关。
3) 增强型 OFDMA
在 11ax 中引入的 OFDMA 为优化资源分配提供了新的机会。但是在11ax中,OFDMA不够灵活。首先,它允许 AP 仅向客户端 STA 分配一个预定大小的资源单元 (RU)。其次,它不支持直接链接传输。这两个缺点都会降低频谱效率。此外,传统 OFDMA 缺乏灵活性会降低密集部署的性能并增加延迟,这对于 RTA 至关重要。TGbe 解决了这些 OFDMA 挑战。
4) 多链路操作
Wi-Fi 7 获得认可的革命性变化之一是原生支持多链路操作,这有利于巨大的数据速率和极低的延迟。虽然现代芯片组目前可以同时使用多个链路,但链路是独立的,这限制了这种操作的效率。11be 努力在链路之间找到这样的同步级别,以允许有效使用信道资源并且不会在密集部署中受到干扰。
5) 信道探测优化
宽信道中的高阶 MU-MIMO 和 OFDMA 要求设备交换大量信道状态信息。探测过程引起的大量开销消除了缩放 PHY 在理论上提供的增益。因此,人们非常关注可以减少信道探测开销的方法。
6) 提高频谱效率的高级 PHY 技术
在 TGbe 推出之前,802.11 工作组已经讨论了几种先进的 PHY 技术,这些技术应该可以在传输重试和相同或相反方向的同时传输的情况下显着提高频谱效率。尽管混合自动重传请求 (HARQ)、FD 操作和非正交多址接入 (NOMA) 在文献中得到广泛研究,但尚不清楚这些技术提供的增益是否足够高以补偿 必要的改变。在 Release 1 的工作期间,TGbe 专注于直截了当的高优先级功能,该小组对此毫不怀疑,社区有时间进一步评估 Wi-Fi 环境下的 HARQ、NOMA 和 FD。
7) 多AP协作
11be 引入的另一个重要创新是多 AP 协作。802.11 工作组主要关注附近 AP 之间的完全分布式协调。尽管许多供应商都有自己的企业 Wi-Fi 网络集中控制器,但此类控制器的能力受到配置长期参数和信道选择的限制。TGbe 讨论了附近 AP 之间更紧密的合作,包括协调调度、波束成形,甚至分布式 MIMO 系统。一些考虑的方法依赖于successive
interference constellation (SIC)。11be 将支持协调调度,但存在与更复杂方法相关的一定程度的不确定性。
端到端,才能玩转Wi-Fi 7
要充分释放Wi-Fi 7的潜力,完美体现其所有性能,还是需要端到端的方案支持才行。从路由器,到手机,都需要先进技术的支持。
从芯片角度,已有端到端的产品发布——高通的两套Wi-Fi 7方案,一个是应用于终端的FastConnect 7800,另一个是应用于网络侧的第三代高通专业联网平台系列。
•FastConnect 7800
高通的FastConnect 7800移动连接系统,支持最新的Wi-Fi 7规范,支持5.8Gbps(320MHz信道或配对的160MHz信道)或4.3Gbps(针对6GHz频谱不可用地区)的峰值速度。时延方面缩小为2ms,相比Wi-Fi 6有10倍以上的提升。
FastConnect 7800可向后兼容采用前代Wi-Fi标准。除了Wi-Fi 之外,FastConnect 7800还支持Snapdragon Sound骁龙畅听技术、蓝牙LE Audio(蓝牙低功耗音频)和蓝牙5.3,使蓝牙配件的信号连接范围增加近1倍、配对时间缩短一半。
在大家关心的续航时间方面,FastConnect 7800也有优异表现:系统增强可在要求最严苛的Wi-Fi持续用例中实现节能30%-50%。
•第三代高通专业联网平台
第三代高通专业联网平台,面向下一代企业级接入点、高性能路由器和运营商网关,支持6路至16路数据流网络连接。
从单个信道的性能来说,平台的单信道无线物理层(PHY)速率提升至11.5Gbps。从整体来看,系统的最大物理层速率高达33Gbps。此外,单个信道的用户容量超过500个。
FastConnect 7800,以及第三代高通专业联网平台,共同构成了一整套端到端的Wi-Fi 7生态系统。
可能很多消费者并不了解,从1998年开始,高通就是Wi-Fi行业的头部玩家。目前,高通在全球所有的Wi-Fi应用及相关技术方面出货的Wi-Fi芯片已超过60亿颗。市场上有超过900款Wi-Fi 6/6E产品(包括手机、Wi-Fi客户端),采用了高通的解决方案。高通公司在Wi-Fi产品领域的出货量,位居全球第一。
结语
Wi-Fi 7全面商用的第一枪已经打响。
下半年,随着芯片的规模出货,相信会有更多Wi-Fi 7商用产品推出。
这些产品将会带给用户超高速率、超低时延、超大容量的全新网络体验,也将激活更多的C端和B端业务场景,推动数字生活品质升级,以及全社会的数字化转型。
在Wi-Fi 7和5G的共同助力下,我们迈向数智时代的步伐,将会变得更快、更稳!
晶体晶振滤波器应用领域
台湾嘉硕TST TAI-SAW深圳联系电话0755-82574660 82542001
台湾嘉硕科技成立于1997年11月,主力产品为表面声波(SAW)元件(主要包含射频表面声波滤波器、中频表面声波滤波器及表面声波共振器等)、体波(BAW)石英元件(主要包含石英振荡晶体、石英滤波器、石英振荡器、压控石英振荡器、石英压控/温度补偿振荡器等)及其相关模块,应用领域涵盖卫星数位广播、移动电话及基地台、无线区域网路、卫星定位、无线蓝牙、车用遥控器、胎压感测器等3C商品。
台湾嘉硕科技之经营团队涵盖摩托罗拉通信零件部门及国内知名相关科技产业,具备丰富通信零件设计与实务经验,创业伙伴有感于国内频率元件之需求过度仰赖进口而缺乏自主性,造成通信产业主要零组件掌握在国外厂商之窘境,长期竞争力因而受限,因而创立以提供中、高频表面声波频率元件之台湾嘉硕科技,并于2001年6月增加销售体波石英元件相关产品,于2009年投资TFE(Wu-Xi),增加OCXO产品线,落实通讯产品之完整解决方案,期望成为客户最佳频率元件之伙伴。
产品:
RF SAW Filters 射频声表滤波器
IF SAW Filters 声表面波滤波器
SAW Resonators 声表谐振器
SAW Duplexer 双工器
SAW Oscillators 锯齿振荡器
VCSO 压控振荡器
Crystal Resonators 晶体谐振器
Crystal filter 晶体滤波器
Crystal Oscillators 晶体振荡器或石英振荡器
VCO 压控振荡器
VCTCXO 压控温补晶振
OCXO 恒温晶振
HiQ SAW 高品质滤波器
晶振的功能是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。
每个单片机系统里都有晶振,全程是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。
电脑周边电子配件
主板:14.318MHZ、24.576、25MHZ、27MHZ、32.768KHZ;显示器:8M/14.31818MHZ、12.000MHZ、24.000MHZ、28.224MHZ;硬盘: 23.040MHz,28.224MHz;光驱:33.8688MHz,16.9344MHz,18.432MHz;键盘:6.000MHz;鼠标:6.000MHz,12.000MHz,24.000MHz;摄像头:12.000MHz;蓝牙:16.000MHz;无线WIFI:25.000MHz,2.5G/3G(40.000MHz,44.000MHz)网络传输ADSL:12.288MHz,35.328MHz,50.000MHz
消费类电子
电视:4.433619MHz,3.579545MHz,12.000MHz。
DVD:16.9344MHz,27.000MHz。
功放:4.500MHz,7.200MHz,12.288MHz。音响:4.500MHz,7.200MHz。机顶盒:27.000MHz,13.500MHz,54.000MHz。遥控器:455E,4.000,MHz,32.768KHz。空调:4.194304MHz,4.000MHz。小家电(厨房类等):4.000KHz,6.000MHz,4.19430MHz,32.768KHz。玩具游戏类(遥控)/游戏机:6.000MHz,27.145MHz,27.125MHz,49.860MHz,12.000MHz,24.000MHz,10.000MHz,8.000MHz,48.000MHz。PMP、MP4:27.000MHz,12.000MHz,24.576MHz。照相机、摄像机:27.000MHz,54.000MHz,36.000MHz。
应用通讯方面
固定电话:3.579545MHz无绳电话:10.250MHz,10.245MHz,10.240MHz,10.100MHz,13.824MHz,32.768KHz小灵通:19.2MHz,手机MTK方案TCXO:27.000MHz,24.000MHz,26.000MHz无线蓝牙、GPS、RF(2.4G)汽车倒车雷达、导航:16.000MHz,12.000MHz,26.000MHz对讲机:21.400MHz,21.7000MHz
主板上晶振
晶振,相连的芯片,频率时钟,晶振时钟芯片:14.318MH实时晶振 南桥:32.768KHKBC:32.768KH网卡晶振 网卡芯片:25.000MHz
声卡晶振 声卡芯片:24.576MH显卡晶振 显卡芯片:27MH读卡器晶振读 卡器芯片:12MHz
主板上最重要的晶振是实时晶振和时钟晶振,实时晶振给南桥提供振荡频,主板上几乎所有的频率都是以时钟晶振为基础的。如果它们损坏主板不能正常工作。晶振的作用:与时钟芯片、声卡芯片、网卡芯片、显卡以及其它芯片组成振荡电路是全板上最重要的时钟信号产生源。
工业自动化、智能化、工业控制
银行金融系统/加密狗/税控系统/远程抄表系统/测试仪器/超声波:
50.000MHz,3.579545MHz,48.000MHz,4.000MHz,12.000MHz,50.000MHz,10.000MHz,8.000MHz,6.000MHz;安防类:13.560MHz,24.000MHz,12.270MHz
医疗仪器:仪器仪表、千分尺、卡尺、深测等汽车电子:油控系统/遥控/GPS/倒车雷达/测试胎压/车载音响等同时还应用到门禁系统、可视电话/对讲门、小区智能化控制系统、保健功能产品(血压计、电子秤、按摩仪等)
有源无源晶振频率的应用
光端机
25MHZ(无源是49s,有源是7050)、65.536MHZ、74.25MHZ、80MHZ 、85MHZ、100MHZ、120MHZ、125MHZ、148.5MHZ、150MHZ、200MHZ
音响数字效果器
12.288MHZ、16.384MHZ、8MHZ、24MHZ
音频类产品
插件晶振使用2×6封装12M、24M、32.768K,
贴片晶振使用3225封装或2520封装16M、26M、32M,
贴片3215封装的32.768K等
安防(摄像头,报警器)
32.768KHZ、24MHZ、25MHZ、27MHZ、37.125MHZ、45MHZ、48MHZ 、50MHZ、54MHZ、74.25MHZ、100MHZ、108MHZ、125MHZ
蓝牙耳机
16MHZ、26MHZ、32.768KHZ
车载(前后置摄像头-导航)
27MHZ * 19.2MH
对讲机
19.2MHZ(温补)、24MHZ、26MHZ(温补)
时钟
32.768KHZ
嵌入式设计
7.3728MHZ、12MHZ、24MHZ、24.576MHZ、25MHZ、27MHZ、14.31818、48MHZ、32.768KHZ
手机
32.768KHZ、26MHZ
有源晶振的常用频率
1MHZ、2MHZ、2.048MHZ、3MHZ、3.579545MHZ、3.6864MHZ、4MHZ、5MHZ、6MHZ、7.3728MHZ、8MHZ、10MHZ、11.0592MHZ、12MHZ、12.288MHZ、13.56MHZ、14MHZ、14.7456MHZ、14.31818MHZ、15MHZ、16MHZ、16.384MHZ、18MHZ、、20MHZ、22MHZ、22.1184MHZ、24MHZ、24.576MHZ、25MHZ、26MHZ、27MHZ、27.120MHZ、28.63636MHZ、30MHZ、32MHZ、32.768MHZ、32.768KHZ、33MHZ、33.33MHZ、33.333MHZ 33.3333MHZ 36MHZ、37.125MHZ、40MHZ、44MHZ 45MHZ、48MHZ、50MHZ、52MHZ、54MHZ 、60MHZ、64MHZ、65MHZ、65.536MHZ、70MHZ、72MHZ 、 74.25MHZ、75MHZ、80MHZ、85MHZ、90MHZ、96MHZ、100MHZ、108MHZ、120MHZ、125MHZ、148.5MHZ、150MHZ、200MHZ
无源晶振的常用频率
3.579545MHZ、3.6864MHZ、4MHZ、5MHZ、6MHZ、7.3728MHZ、8MHZ、10MHZ、11.0592MHZ、12MHZ、12.288MHZ、13.56MHZ、14MHZ、14.7456MHZ、14.31818MHZ、15MHZ、16MHZ、16.384MHZ、18MHZ、 20MHZ、22MHZ、 22.1184MHZ、24MHZ、24.576MHZ、25MHZ、26MHZ、27MHZ、27.120MHZ 、28.63636MHZ、37.125MHZ、30MHZ、32MHZ、32.768MHZ、32.768KHZ、33MHZ、33.333MHZ、37.125MHZ、40MHZ、45MHZ、48MHZ、50MHZ
汽车车规晶体晶振主要应用在以下车载地方:
1、车载BMS : 40M 3225 10PPM 8PF 40M 2016 8PF等等
2、车载蓝牙 : 3225 16M 12PF 、24M 3225 12PF等 SAW TA1869B
3、BCM : 40M 3225 10PPM 8PF 等
4、车载360影像 : 27M 3225 3.3V XO 、 32.768K 3215 等等
5、汽车仪表 : 25M 2520 1.8V XO、3225 20M 8PF
6、车载中控屏: 40M 3225 10PPM 8PF
7、汽车钥匙: 27.6M 3225
8、车载尾门 : 3225 16M 12PF
9、娱乐中控 : 40M 3225 10PPM 8PF
10、TPMS : 24.305M 2016
11、电控模块:40M 3225 10PPM 8PF
12、安全带控制器 :20M 2016
13、DC-DC控制: 25M 3225
14、车载定位: TX0395B
15、汽车天线:SAW
车规级SAW在CONTI 、TELIT上应用非常多,交货在BYD