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WiFi 7性能成倍的提升，背后需要一個(gè)非常核心的資源的支持——無線電頻譜，WiFi 7最終能夠發(fā)揮其所宣稱的作用，高度依賴各國無線電頻譜政策。
上周，聯(lián)發(fā)科在其技術(shù)峰會上預(yù)告將會在CES 2022上演示下一代WiFi 7技術(shù)，又引起了業(yè)界對WiFi 7一輪熱議。
作為新一代的WiFi技術(shù)，WiFi 7速度是當(dāng)前開始商用的WiFi 6E的2.4倍，帶來更快的速度、更低的延時(shí)，抗干擾能力也更強(qiáng)。不過，性能成倍的提升，背后需要一個(gè)非常核心的資源的支持——無線電頻譜，WiFi 7最終能夠發(fā)揮其所宣稱的作用，高度依賴各國無線電頻譜政策，當(dāng)頻譜政策不利時(shí)，WiFi7的商用也將遭遇“卡脖子”。
給社會帶來巨大價(jià)值，WiFi持續(xù)演進(jìn)從WiFi問世至今，這一技術(shù)已經(jīng)給全球帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值，全球各地的個(gè)人、家庭、政府，每天都在依賴WiFi連接，也為各行各業(yè)注入通信手段，帶來大量就業(yè)。WiFi聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2021年WiFi為全球經(jīng)濟(jì)帶來的價(jià)值約為3.3萬億美元，到2025年，這一價(jià)值預(yù)計(jì)將增長至4.9萬億美元。
WiFi已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦胁豢苫蛉钡脑?。根?jù)WiFi聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至目前，搭載WiFi的設(shè)備累計(jì)出貨量達(dá)到375億臺，在用設(shè)備為164億臺，2021年出貨量預(yù)計(jì)達(dá)到42億臺。WiFi有效地分擔(dān)了移動通信網(wǎng)絡(luò)的流量，大約63%的移動通信流量是由WiFi來分流。
WiFi相關(guān)數(shù)據(jù)（來源：WiFi聯(lián)盟）
目前，WiFi 6作為最新一代商用的技術(shù)，已經(jīng)在全球22億設(shè)備上使用，而WiFi 6的增強(qiáng)版WiFi6E雖然商用時(shí)間不長，但發(fā)展速度很快，目前已有超過3億的出貨量。
在移動通信技術(shù)快速發(fā)展的背景下，尤其是以5G為代表的蜂窩網(wǎng)絡(luò)已成為全球的焦點(diǎn)，WiFi技術(shù)也在不斷演進(jìn)，很多性能與蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能形成對標(biāo)。WiFi 7（802.11be）作為在研的新一代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即將在未來2-3年后面世，彼時(shí)5G Advanced（R18）可能也完成凍結(jié)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)形成齊頭并進(jìn)的態(tài)勢。
從5G問世起，業(yè)界一直存在5G和WiFi 6競爭替代的爭論。當(dāng)然，兩者主要的應(yīng)用場景各有側(cè)重，而且WiFi在配合蜂窩網(wǎng)絡(luò)流量卸載中發(fā)揮重要作用，兩者的互補(bǔ)協(xié)同性看似更加明顯。不過，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)同樣需要無線電頻譜，而且兩者可用的無線電頻譜資源非常稀缺，尤其是針對一些還未明確用途的頻段，對頻譜資源的競爭日益激烈。
開辟新的頻段支持無線技術(shù)發(fā)展
此前，WiFi一直使用2.4GH和5GHz頻段部署。早在2017年，WiFi聯(lián)盟就委托一家咨詢公司對未來頻譜需求做了深入研究和規(guī)劃，考慮到未來的無線設(shè)備的能力以及商業(yè)、住宅和公共場所的部署需求，以及支持高帶寬流量所需的信道數(shù)量，最終研究結(jié)果顯示：
到2020年，WiFI設(shè)備的數(shù)量和多樣性不斷增加，連接速度和數(shù)據(jù)流量也不斷增加，將超過5GHz頻段的頻譜容量；
全球各地可能需要500MHz至1GHz的額外頻譜，以支持WiFi網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期增長；
如果對WiFi網(wǎng)絡(luò)的需求超過預(yù)期，那么到2025年全球可能需要1.3GHz至1.8GHz的額外頻譜；
WiFi需要足夠帶寬的連續(xù)頻譜，以支持160MHz的信道，這是支持越來越多的帶寬密集型應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)最大無線效益所必需的。
從目前情況來看，這一預(yù)期基本都得到了驗(yàn)證，WiFi產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對無線電頻譜資源的需求非常迫切。
因此，在今年年初正式商用推廣的WiFi 6增強(qiáng)版本W(wǎng)iFi 6E就將Wi-Fi 6從原有2.4GHz和5GHz載波頻段擴(kuò)充到支持6GHz載波頻段，頻段范圍為5925-7125MHz之間，共計(jì)1200MHz的帶寬。因此，WiFi 6E的頻段就包含了2.4GHz
（2400~2483MHz）、5.8GHz（5150~5850MHz）和6GHz（5925-7125MHz）。
WiFi6E支持頻段（來源：高通公司）
6GHz頻段包含7個(gè)160MHz信道、14個(gè)80MHz信道、29個(gè)40MHz信道、60個(gè)20MHz信道，總計(jì)110個(gè)信道，而5Ghz只有總計(jì)45個(gè)信道，2.4Ghz僅有4個(gè)信道，因此WiFi 6E能夠做到吞吐量大幅提升。目前2.4 GHz和5 GHz頻段擁擠的現(xiàn)狀，使得一些新興的應(yīng)用無法保證服務(wù)質(zhì)量，如VR/AR、云游戲應(yīng)用的大帶寬和低延遲無法做到。 而正在研究的WiFi 7也將使用6GHz載波頻段，為了達(dá)到性能進(jìn)一步提升，WiFi 7還將支持新的帶寬模式，包括連續(xù)240MHz、非連續(xù)160+80MHz、連續(xù)320 MHz和非連續(xù)160+160 MHz。其中，連續(xù)信道帶寬高達(dá)320MHz對無線電頻譜資源提出很高要求，需要獲得連續(xù)的頻譜資源。
為什么要將頻段擴(kuò)展至6GHz？源于這一頻段是少有的未被割裂分配、能獲得連續(xù)帶寬的頻段。當(dāng)然，盯著這一頻段的并非只有WiFi，蜂窩網(wǎng)絡(luò)也想使用這一頻段。因此，近年來蜂窩通信陣營和WiFi陣營針對這一資源展開爭奪，而頻譜資源作為各個(gè)國家掌握的公共資源，還需要各國政策來明確頻段的用途，因而6GHz的政策就成為關(guān)鍵點(diǎn)。
針對6GHz頻譜的政策，決定WiFi7的命運(yùn)目前，對于6GHz（5925-7125MHz）頻段，各國表現(xiàn)出不同的態(tài)度，這種態(tài)度直接決定了WiFi 6E以及WiFi 7的命運(yùn)。這些政策主要集中是否將該頻段作為非授權(quán)頻段允許WiFi接入，包括在三種方案：
（1）6GHz全部（5925-7125 MHz）作為非授權(quán)頻段可供WiFi使用
（2）6GHz中部分（5925-6425MHz）作為非授權(quán)頻段可供WiFi使用
（3）6GHz全部（5925-7125 MHz）作為授權(quán)頻段給蜂窩網(wǎng)絡(luò)及其他授權(quán)接入 對于WiFi玩家來說，第一種方案是最理想的方案，可以使用1200MHz連續(xù)頻率；
第二種方案可以使用500MHz連續(xù)頻率，基本能夠滿足目前規(guī)劃的需求；第三種方案是最不希望出現(xiàn)的，這意味著WiFi 6E和WiFi 7擴(kuò)展至6GHz的計(jì)劃無法實(shí)現(xiàn)，商用的可能性很小。 截至今年10月，全球各國針對6GHz的政策情況如下圖所示：
全球各國6GHz政策情況（來源：WiFi聯(lián)盟）
可以看出，北美和南美是第一種方案的積極支持者。其中，美國最具代表性和影響力，2020年4月，美國通訊委員會（FCC）批準(zhǔn)的方案中，5925-7125MHz之間的1200MHz帶寬用于非授權(quán)頻譜用途，這為WiFi擴(kuò)展至6GHz創(chuàng)造了條件。 歐洲則采取第二種方案，多個(gè)國家將5925-6425MHz的頻段劃分為非授權(quán)頻段，可以開放給WiFi使用，為WiFi 6E以及WiFi7商用打下基礎(chǔ)；而對于6425-7125MHz頻段目前并沒有下定論。
我國尚未對6GHz給出明確的政策，但從公開資料來看，似乎更加傾向于將該頻段作為授權(quán)頻段，供5G、6G移動通信使用。當(dāng)前，我國5G發(fā)展全球領(lǐng)先優(yōu)勢已建立，我國無線電管理部門也從頻率高效使用和長遠(yuǎn)規(guī)劃的角度出發(fā)，一直致力于為5G和未來6G技術(shù)尋求更多的IMT頻率資源。
早在2019年世界無線電通信大會上，中國代表團(tuán)就在大力推動將5925-7125 MHz的IMT（國際移動通信系統(tǒng)）標(biāo)注立項(xiàng)作為2023年世界無線電通信大會的新議題。最終，大會決定將6425-7125MHz頻段新增IMT（5G或6G）使用標(biāo)注列入2023年世界無線電通信大會議題，對6425-7025MHz成為區(qū)域性IMT新頻段和7025-7125MHz成為全球性IMT新頻段進(jìn)行立項(xiàng)研究。
6GHz頻譜新增IMT使用劃分的成功立項(xiàng)，意味著6GHz頻段將成為IMT（5G或6G）全球潛在新增頻段，未來各國將在頻譜政策上會優(yōu)先考慮將該頻段授予5G和6G。當(dāng)然，目前多個(gè)國家已將6425-7125MHz頻段分配給移動通信做了保留，也符合未來6GHz頻段用于移動通信的潛在要求。
從目前的情況來看，6425-7125MHz頻段在我國用于5G和6G的概率很大，那么焦點(diǎn)就在于非授權(quán)頻段政策是否能擴(kuò)展至5925-6425MHz頻段，若這一頻段劃分未非授權(quán)頻段，則給WiFi 6E和WiFi 7在國內(nèi)規(guī)模化商用鋪平道路。然而，若這一頻段也劃分為授權(quán)頻段，則WiFi 6E和WiFi 7未來在國內(nèi)商用前景就非常不明朗。
目前，WiFi在2.4GHz和5GHz頻段已非常擁擠，急需擴(kuò)大頻段范圍，而WiFi在國內(nèi)可用頻段資源更少。根據(jù)最新發(fā)布的《工業(yè)和信息化部關(guān)于加強(qiáng)和規(guī)范2400MHz、5100MHz和5800MHz頻段無線電管理有關(guān)事宜的通知》，WiFi可用頻段資源主要包括以下范圍：
可以看出，與WiFi聯(lián)盟公布的WiFi可用頻譜資源相比，國內(nèi)WiFi可用頻段資源相對較少。以5GHz為例，在美國市場，Wi-Fi 6可支持4個(gè)80MHz和2個(gè)160MHz信道，國內(nèi)則只有2個(gè)80MHz信道。 WiFi已成為我們?nèi)粘Ｉ畹?ldquo;剛需”，WiFi也在不斷演進(jìn)中，WiFi 7更是能到達(dá)30Gbps的峰值速率，讓人非常期待。然而，現(xiàn)實(shí)并不一定如意，WiFi 7對于無線電頻譜的需求使其和5G/6G移動通信開始了正面核心資源的爭奪，沒有獲得頻譜的支持，則商用前景堪憂。
筆者上周撰寫的《美國5G部署暫停！原來也是被“卡脖子”了......》一文中提到，美國運(yùn)營商正是因?yàn)橹蓄l段頻譜的限制暫停了5G部署，頻譜已經(jīng)成為無線通信“卡脖子”的核心資源。未來，WiFi 7在國內(nèi)的命運(yùn)如何，國內(nèi)頻譜政策至關(guān)重要。
作者：趙小飛
