Durchsatzleistung von IEEE 802.11be

Mehr als nur extrem hoher Durchsatz

Um die Ziele von IEEE 802.11be zu erreichen, führt Wi-Fi 7 mehrere neue Funktionen ein, die die folgenden Aspekte adressieren:

• Breitere „Datenautobahn“: Eine unmittelbare Geschwindigkeitssteigerung erzielt Wi-Fi 7 durch die Verdoppelung der maximalen Kanalbandbreite von 160 MHz (Wi-Fi 6) auf 320 MHz.
• Verwaltung mehrerer Verbindungen gleichzeitig: Der Multi-Link-Betrieb (MLO) ermöglicht es einem Multi-Link-Gerät (MLD), mehrere simultane Verbindungen im 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Band aufzubauen.
• Ultra-zuverlässige Übertragung für zeitkritische Aufgaben: Während die normale Target Wake Time (TWT) auf Stromeinsparungen abzielt, ist Restricted TWT (R-TWT) speziell für latenzempfindliche Anwendungen wie Industrial IoT oder Virtual Reality konzipiert.

Durch die Kombination von 320-MHz-Kanälen mit MLO und R-TWT ist Wi-Fi 7 mehr als nur eine „schnellere“ Version von Wi-Fi 6: Der Standard unterstützt insbesondere auch industrielle Automatisierungsanwendungen und nahtlose immersive Unterhaltung.

Bitübertragungsschicht von IEEE 802.11be

Die PHY-Schicht von IEEE 802.11be baut zwar auf Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) auf, bringt aber wichtige Unterschiede mit sich. Die Neuerungen zielen auf ein flexibleres Frequenzmanagement, eine verbesserte Signalisierung und eine effiziente Ressourcenzuweisung ab.

• Optimierte Tone Plans und Resource Units (RU): Wi-Fi 7 behält den mit Wi-Fi 6 eingeführten orthogonalen Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) bei, verwendet aber angepasste Tonpläne, die eine höhere Effizienz ermöglichen.
• Mehrere Resource Units (MRU) pro Nutzer: Ein wichtiges Merkmal von Wi-Fi 7 ist die Möglichkeit, einem einzelnen Nutzer mehr als eine Resource Unit zuzuweisen.
• Präambel- und Subkanal-Punktierung: Wi-Fi 7 soll sich in den stark ausgelasteten unlizenzierten Bändern als „guter Nachbar“ erweisen. Die Präambel-Punktierung erlaubt es einem Gerät, einen breiten Kanal (etwa 160 oder 320 MHz) auch dann zu nutzen, wenn ein Teil dieses Spektrums von einem anderen Nutzer belegt ist.
• Erweiterte PPDU-Formate: Daten werden über Physical Layer Protocol Data Units (PPDU) übertragen, die eine Präambel enthalten, die den Empfänger bei der Synchronisierung und Demodulation unterstützt. Wi-Fi 7 definiert zwei Hauptformate: (1) Die EHT MU PPDU dient Übertragungen an einen oder mehrere Nutzer und enthält das EHT-SIG-Feld mit den nötigen Angaben zur RU/MRU-Zuweisung. (2) Stationen nutzen die EHT TB PPDU, um auf den Trigger-Frame eines Zugangspunkts zu antworten. Sie besitzt ein längeres Trainingsfeld (EHT-STF), um die Zuverlässigkeit im Uplink zu verbessern.
• Universal Signal Field (U-SIG): Dieses Feld stellt die bedeutendste Änderung der Wi-Fi-Präambel dar. Das U-SIG enthält versionsunabhängige Bits, an denen ein Empfänger die PHY-Version eines Pakets sofort erkennt. Das macht die komplexen Algorithmen früherer Wi-Fi-Generationen überflüssig und erleichtert die Koexistenz von Geräten unterschiedlicher Generationen.

Testanforderungen für die PHY-Schicht

Um die hohen Geschwindigkeiten und die niedrige Latenz von Wi-Fi 7 zu unterstützen, definiert IEEE 802.11be strenge Testanforderungen für Sender und Empfänger. Diese Tests stellen sicher, dass Geräte 320-MHz-Bandbreiten, 4096QAM-Modulation und die komplexe Synchronisierung für den Mehrnutzerbetrieb beherrschen.

• Sendertests prüfen Signalqualität und Spektrumeffizienz und stellen sicher, dass leistungsstarke Übertragungen andere Nutzer in den unlizenzierten Bändern nicht stören.
• Empfängertests weisen nach, dass ein Gerät Daten unter verschiedenen Bedingungen zuverlässig „hört“ und decodiert.

Bei Wi-Fi 7 senden häufig mehrere Stationen (STAs) gleichzeitig an einen Zugangspunkt (AP). Damit das funktioniert, müssen ihre Signale exakt synchronisiert in Zeit, Frequenz und Leistung am AP eintreffen. Precorrection-Tests für Trigger-basierte (TB) PPDUs stellen sicher, dass die Übertragungen der STAs dafür richtig vorkompensiert werden.

Intelligente Tests für extrem hohen Durchsatz

Rohde & Schwarz bietet ein umfassendes Wireless-Testportfolio zur Unterstützung des Wi-Fi 7-Ökosystems. Unsere Lösungen adressieren die technischen Anforderungen von IEEE 802.11be und decken die Validierung größerer Bandbreiten, komplexer Modulationsverfahren und innovativer Funktionen wie MLO ab. Mit spezialisierter Messtechnik für Forschung, Designvalidierung, Konformitätsprüfung und Serienfertigung stellen wir sicher, dass die Geräte der nächsten Generation den hohen Durchsatz und die niedrige Latenz des neuen Standards zuverlässig erreichen.