如何平衡 Wi-Fi 7与未来5G/6G的发展？
作者：中国联通智网创新中心 林鹏 、中国信息通信研究院 莫晓玲 、中国联通智网创新中心 李洁 王宇 张妮竞男 乔凯
【慧聪通信网】随着社会进步，人们对信息技术的需求不断提升。当前互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新技术深刻演变，产业数字化、智能化、绿色化转型不断加速，智能产业、数字经济蓬勃发展，极大改变全球要素资源配置方式、产业发展模式和人民生活方式。而作为提供信息通信基础网络接入服务能力的Wi-Fi 7、5G乃至未来6G技术，也在拓展新的目标、应用场景，以适应产业发展变革提出的新要求。
Wi-Fi 7即将到来
Wi-Fi技术是基于IEEE 802.11体系下的一系列标准协议而产生的无线接入技术，从早期单纯解决末端无线接入需求，发展到目前能够满足家庭、商超等不同场景的大量终端连接、简易认证、高速率应用需求。最新一代的WiFi 7技术已于2022年制定了D1.5草案，并计划在2024年发布D5.0正式版本。Wi-Fi 7以支持更高速率、更多接入终端、更高资源利用率为目标，在前代技术基础上引入6GHz频段，将最大频宽从160MHz提升至320MHz，最大空间流仍然保持8×8 MIMO（根据最新IEEE 802.11be D3.1草案，Wi-Fi 7仍然为8×8 MIMO），并支持4096QAM调制技术，从而使单路流理论最大速率提升至2.88Gbit/s，设备整体理论吞吐速率达到23.06Gbit/s（8×8 MIMO）。同时，为进一步提升资源利用率及设备吞吐能力，Wi-Fi 7引入了多链路传输技术（MLO），使终端设备可以同时跨多个频段信道传输数据。这可以理解为用户的手机终端能够同时连接路由器的2.4GHz、5GHz甚至6GHz频段，并根据无线环境情况（如干扰、资源占用等）自动切换信道，全面提升用户体验。举个简单的例子，假设一个家庭5GHz信道的干扰相对较小，家里一位用户正在使用手机连接5GHz信道玩游戏，此时家里其他用户突然开始用5GHz信道下载文件，造成5GHz频段资源紧张，那么玩游戏用户的手机会根据网络情况自动切换到2.4GHz或者6GHz频段，以便保证业务时延及数据有效传输；当其他用户文件下载完成后，玩游戏用户的手机会自动切回干扰较小的5GHz频段，以保证用户体验。
5G全面应用、6G研发启动
3GPP制定了5G无线通信标准，推动行业为用户带来高速率、高可靠、低时延的网络连接。5G主要应用场景包括增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)，是智慧城市、智慧医疗、智慧物流和工业互联网等应用的首选移动网络。eMBB保证千兆范围的移动宽带速率和更高的数据带宽；uRLLC确保低于4毫秒的超高可靠低时延通信；mMTC支持物联网应用中的大规模设备连接。当前，5G速率不断提高，一些运营商可提供高达10Gbit/s的传输速率；时延持续降低，已降至1毫秒以内；新频段不断应用，例如C频段和毫米波频段，可提供更多的带宽和更好的性能。截至2023年5月底，我国已累计建成5G基站284.4万个，移动物联网终端用户超20.5亿户，全面助力行业数智化转型。
作为无线移动通信技术未来演进方向的6G技术，对于普通大众来来说还比较遥远，但6G技术的启动键已经按下。2023年6月12—22日，国际电信联盟无线电通信部门5D工作组（ITU-R WP5D）第44次会议在瑞士日内瓦举行，发布了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》（以下简称《建议书》）。《建议书》作为6G纲领性文件，汇聚了全球6G愿景共识，描绘了6G目标与趋势，提出了6G的典型场景及能力指标体系。《建议书》明确6G网络的六大场景为沉浸式通信、超大规模连接、极高可靠低时延、人工智能与通信的融合、感知与通信的融合、泛在连接。《建议书》明确了6G的15个关键能力指标，是对5G关键能力的增强与维度扩展，其中9个能力是相对5G能力的增强，包括峰值速率、用户体验速率、频谱效率、区域流量、连接密度、移动性、时延、可靠性、安全隐私弹性性能等指标；新增6个能力包括覆盖能力、感知相关能力、AI相关能力、可持续性、互操作性、定位精度。可以说，6G技术锚定了满足未来人们在泛在智联下的数字社会生活的各项通信需求。
从未来的技术发展来看，尽管Wi-Fi 7和5G/6G都支持更大带宽、更多接入终端、更低时延，并且都通过越来越高阶的多输入多输出（MIMO）技术和更宽的频谱带宽等提升性能，而且在频谱资源争夺、通信运营商网络建设投资方面二者也确实存在一定的竞争关系；但实际上Wi-Fi 7与5G/6G技术锚定的应用场景以及用户通信需求存在显著差异，同时二者在各自目标场景下的技术和应用优势也比较明显。未来，这两种技术将长期共存，而且与过去几代无线技术不同，不再是一个“非此即彼”的选择。
Wi-Fi 7主要目标是提供室内固定区域的末端无线宽带接入，本质是为更多终端提供更高、更稳定可靠的接入速率，而且Wi-Fi技术目前仍主要考虑终端在域内不同接入点间的漫游，尚不涉及接入终端在不同域间的移动性切换问题。Wi-Fi 7典型的应用场景是商超、机场、车站、剧场、体育场馆、工厂的WLAN网络，尤其是面向大众用户的家庭宽带网络，Wi-Fi技术可以提供低成本的高速接入解决方案。
而5G/6G技术是解决移动性下的无线宽带接入问题，尤其是针对未来6G网络，其主要应用场景包含：面向高可靠、确定性时延的行业应用，如智慧工厂、智慧医疗、智慧矿山、智慧港口等；面向元宇宙、虚拟现实等应用的低时延、超大带宽服务；面向高铁、飞机、汽车等高速移动场景，满足相对稳定的较高带宽接入需求；面向万物智联场景的高密度、超大规模终端接入需求；面向航空、航天、航海、陆地全域范围内的天地一体化泛在互联需求等。
6G网络的目标是提供1Tbit/s的数据传输速率，Wi-Fi 7的目标是达到46Gbit/s的峰值速率。需要注意的是，这些目标峰值速率都对应着特定的覆盖区域，一个Wi-Fi热点的服务范围可能只有室内50米、室外300米，多个热点组网的情况下可以实现商超、机场等中型区域的覆盖；而蜂窝网络的服务范围从小型社区的300米到大型社区的数十千米不等，并且在6G网络整体覆盖范围内，设备可以实现自由移动且业务服务不间断。此外，6G的目标是通过非地面和卫星网络提供全球覆盖，从而实现100千米的覆盖规模。
Wi-Fi 7和6G作为未来最有前途的新型无线技术，在不同的应用场景下都有其优点和缺点。如果你想要实现远距离的广覆盖、高速率以及自由移动，6G是更好的选择；如果你需要在办公楼或家庭等小空间内实现较高的下载速度并保持更低的功耗，Wi-Fi 7可能是更好的选择。对于普通用户的家庭应用场景来说，从搭建和使用成本的角度考虑，Wi-Fi 7也是更好的选择。当然，作为接入部分的Wi-Fi 7和6G网络，未来都可以通过智能城域网与各种边缘云资源、AI算力资源互联互通，充分利用并发挥算力网络的全局能力。
结语
从目前的技术进展来看，Wi-Fi 7要比6G更早到来，但产业各方仍然需要做很多工作推进Wi-Fi 7尽快落地普及。首先是在芯片方面，虽然高通、联发科等厂家在2022年就已推出了Wi-Fi 7的芯片方案，但支持Wi-Fi 7的终端仍然很少，而且预计上市时间可能滞后，因此需要产业各方一起努力，推进Wi-Fi 7的试点、示范应用。同时，在频段分配方面，目前国内6GHz的后半段（6 425—7125MHz）已经分配给5G/6G系统使用，而5925—6425MHz的500MHz频段仍然未明确，希望后续能够划分为非授权频段供Wi-Fi 7使用，以保障连续的320MHz的频谱资源，为广大用户提供成本相对较低的无线宽带接入服务。
