目錄

3. 4096-QAM

3.1 4096-QAM

3.2 QAM 的階數越高越好嗎？

4. MRU

4.1 OFDMA 和 RU

4.2 MRU 資源分配

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3. 4096-QAM

摘要

本章主要介紹了Wi-Fi 7引入的4096-QAM對數據傳輸速率的提升。

3.1 4096-QAM

對速率的提升 Wi-Fi 標準一直致力于提升數據傳輸速率，一種思路是提升單位符號（Symbol）攜帶 數據的能力。如圖 3-1 所示，如果我們把承載數據的符號比作車，把攜帶的數據比作 待運輸的貨物。原本一輛車只能攜帶 8bit 數據，如果能增加攜帶數據量，那么同樣 的一輛車，比原先攜帶的內容多了，數據傳輸速率自然快了。

圖3-1 不同協議下的QAM 攜帶數據量

在 Wi-Fi 標準中，提升單位符號攜帶數據的能力就是提高 QAM 的階數。如圖 3-2 所 示，Wi-Fi 5 采用的 256-QAM 正交幅度調制，每個符號傳輸 8bit 數據，Wi-Fi 6 采 用 1024-QAM 正交幅度調制，每個符號位傳輸 10bit 數據，而 Wi-Fi 7 將會采 4096- QAM 正交幅度調制，每個符號位傳輸 12bit 數據。 從 8bit 到 10bit 再到 12bit，就單條空間流數據吞吐量而言，Wi-Fi 6 較 Wi-Fi 5 提高 了 25%，Wi-Fi 7 較 Wi-Fi 6 提高了 20%。

?圖3-2 Wi-Fi 5、Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7 的QAM 星座圖?

3.2 QAM 的階數越高越好嗎？

需要注意的是，QAM 的階數并非越高越好。因為發送一個符號所用的載波頻寬是固 定的，發送時長也是一定的，階數越高意味著兩個符號之間差異就越小。這不僅對收 發兩方的器件要求很高，而且對環境的要求也很高。 如果環境很嘈雜（SNR 較小），則符號很容易因為命中星座圖中相鄰的其他點導致解 調錯誤。這就意味著，如果環境過于惡劣，終端將無法使用高階的 QAM 模式通信， 只能使用較低階次的調制模式。 舉個日常生活中的例子，兩個人對話，如果彼此講話速度很快，這就要求周圍環境不 能太吵，要是背景太嘈雜，顯然也是聽不清的。

4. MRU

摘要

本章主要介紹了Wi-Fi 7引入MRU的原因、MRU資源分配組合。

4.1 OFDMA 和 RU

在介紹 MRU 之前，我們需要先簡單了解下什么是 RU，以及引入 RU 概念的 OFDMA。

什么是 OFDMA

為了實現多用戶共享信道資源，從而提升了頻譜利用率，從 Wi-Fi 6 開始引入了多用 戶傳輸技術 OFDMA，這和 Wi-Fi 5 標準使用的 OFDM 很不一樣。對 OFDM 而言， 在每個周期內，AP 與每個用戶都是單點通信的，如果 AP 需要跟 3 個用戶進行通 信，那就得 3 個周期。OFDM 下通信都是基于單用戶的，即每次發送數據，不管用 戶數據量大小，一個用戶要占用整個信道。舉個例子，大家可以把信道看成一輛送貨的小車，如果用戶的數據包很小，例如即時消息、瀏覽網頁，數據包用不了整個信 道，那么小車是裝不滿的，剩下車廂空間就浪費了，如圖 4-1 所示。

圖4-1 OFDM 下的多用戶傳輸

如何把這一部分閑置的空間利用起來呢？這就是 Wi-Fi 6 引入 OFDMA 的原因。 OFDMA 的做法是將信道劃分成不同資源單元 RU（Resource Unit）。在發送數據 時，不同的用戶只會占用某一個資源單元而非整個信道，這樣就能實現一次向多個用 戶發送數據，如圖 4-2 所示。

?圖4-2 OFDMA 下的多用戶傳輸?

由于 OFDMA 則是點對多點通信的，一個周期就完成了 OFDM 在 3 個周期的通信， 效率自然就高了。

RU 和子載波

前文介紹了 OFDMA 的基本原理，其中提到了 RU。為了簡化 OFDMA 的調度，WiFi 6 只定義了 7 種 RU 類型，分別是：26-tone RU、52-tone RU、106-tone RU、 242-tone RU、484-tone RU、996-tone RU 和 2x 996-tone RU。Wi-Fi 7 由于引入 了 320MHz 信道，則會多一種 RU 類型。不同信道帶寬下，不同類型 RU 的數量如表 4-1 所示。如果將 320MHz 信道都劃分成 26-tone 的 RU，那么理論上可同時跟 148 個終端同時通信。

表4-1 不同信道帶寬下RU 的數量?

其中，XX-tone RU 中，XX 代表該 RU 包含的子載波數量，例如 26-tone RU 代表著 該 RU 包含 26 個子載波。

這里提到了一個概念——子載波。大家都知道，無線信號是加載在某個固定頻率上進 行傳輸的，這個頻率被稱為載波。802.11 標準中，對傳輸頻率有更細化的劃分，而 這些劃分出的頻率被稱為子載波。以 20MHz 信道為例，從 Wi-Fi 6 標準開始，可劃 分成的 RU 類型如圖 4-3 所示。20MHz 信道被劃分成 256 個子載波，子載波間隔從 Wi-Fi 5 的 312.5kHz 減小到 78.125kHz，其中用于數據傳輸的數據子載波（DataTones）數量為 234，也就是前文提到的有效子載波為 234。對 Wi-Fi 7 引入的 320MHz 信道帶寬，子載波總數就是 4096，有效子載波為 4x 980。

?圖4-3 20MHz 信道帶寬的 RU 劃分

4.2 MRU 資源分配

實際使用的時候，Wi-Fi 6 的做法是將不同類型的 RU 分配給不同的用戶。如圖 4-4 所示，20MHz 信道可以分配給用戶 1~6，用戶 1 使用 106-tone RU，用戶 2~6 使用 26-tone RU。?

圖4-4 多用戶的RU 資源分配

但 Wi-Fi 6 標準下，同一個周期內一個用戶僅可分配到 1 個 RU 資源。這樣，必然有 部分 RU 資源被閑置，缺乏靈活性，如圖 4-5 所示。Wi-Fi 7 突破了這一限制，Wi-Fi 7 引入了 MRU，允許單個用戶同時占用多 RU，并且不同大小的 RU 之間可以進行組 合。

?圖4-5 Wi-Fi 5、Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7 的對比

當然基于實現復雜度和頻譜資源利用效率的均衡，這種組合也有一些限制，例如小型 RU（）只能與小型 RU 組合，大型 RU（≥20MHz）只能與大型 RU 組合， 如表 4-2 所示。

表4-2 MRU 分類表?