80211 6G调研
引言
WiFi7 (Extremely High Throughput，简称 EHT)，其目标为提高WLAN网络的吞吐量至30Gbps，时延控制在5ms之内，为此引入了多项新技术如320MHz带宽、4096-QAM调制、Multi-RU、多链路操作、增强MU-MIMO、多AP协作等技术。在传输速率方面，WiFi7通过引入6G 320MHz带宽、4096-QAM调制技术使得单链路最大理论速率达到46.1Gbps。对于如手机、PC、网卡等常用终端，相同流数的情况下，WiFi7 6G 320MHz带宽相比WiFi6 160M峰值理论吞吐量直接提升一倍。虽然国内目前尚不支持6G频段，但后续仍存在6G开放给WIFI使用的可能。
| 参数描述 | WIFI6(11ax) | WIFI7(11be) |
|---|---|---|
| 频段 | 2.4GHz、5GHz、6GHz（仅Wi-Fi 6E） | 2.4GHz、5GHz、6GHz |
| 最大带宽 | 160MHz | 320MHz |
| 调制方式 | OFDMA，最高1024QAM | OFDMA，最高4096QAM |
| 最大理论速率 | 9.6Gbps | 46.1Gbps |
| MIMO | 8×8 | 16×16 |
6G频段划分及当前国内现状
6GHz频段（5925MHz~7125MHz）共有1200MHz带宽，可以提供59个20MHz、29个40MHz、14个80MHz、7个160MHz或者3个320MHz信道带宽，可极大地缓解Wi-Fi频谱资源短缺的问题。6G频段具体划分如下：
1、国内关于6G频段的划分情况：
2020年4月23日，FCC宣布，考虑允许将6GHz频段中的1200MHz频谱开放给免许可应用，最终投票表决通过将6GHz（5925-7125MHz）的新频段开放给了免许可应用。欧盟随后也发布将6GHz低频段的500MHz（5925-6425MHz）带宽放开授权使用，其它世界各国也已经放开或正在逐步放开中。目前我国计划将6G高频段的700MHz（6425-7125MHz）带宽放开给5G或6G移动通信，低频段部分待定。
1 | CHN45 6425-7125MHz 全部或部分频段的移动业务确定用于国际移动通信（IMT）系统。该频段应用模式、频率使用规划、业务间的兼容共存条件及协调程序确定前，IMT系统不投入实际部署使用。（2023年） |
工业和信息化部发布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》 率先在全球将6GHz频段划分用于5G/6G系统
1 | 在本次《划分规定》修订中，工业和信息化部率先在全球将6425-7125MHz全部或部分频段划分用于IMT（国际移动通信，含5G/6G）系统。6GHz频段是中频段仅有的大带宽优质资源，兼顾覆盖和容量优势，特别适合5G或未来6G系统部署，同时可以发挥现有中频段5G全球产业的优势。此次以规章形式确定其规则地位，有利于稳定5G/6G产业预期，推动5G/6G频谱资源全球或区域划分一致，为5G/6G发展提供所必需的中频段频率资源，促进移动通信技术和产业创新发展。 |
2、其它国家关于6G频段的划分情况：
1）美洲部分国家6GHz频段规划
2020年4月，美国联邦通信委员会（FCC）宣布采用免许可方式开放使用6GHz频段。即5925MHz~7125MHz 可用于WiFi；
原因是美国 5G/6G 部署一开始主要关注于毫米波。加拿大、巴西监管机构采用与美国相同的6GHz频段规划方案。
2）欧洲部分国家6GHz频段规划
2021年，欧盟委员会宣布支持欧盟各国将5945MHz-6425MHz共计480MHz频谱用于WiFi系统。对于6425MHz~7125MHz频段，尚未确定具体方案；
2020年7月，英国无线电监管机构Ofcom决定将5925MHz~6425MHz共500MHz频率用于WiFi，同时该频段需满足极低功率业务户外使用要求；
2022年4月，Ofcom就6GHz高段部分（6425MHz~7070MHz）的使用方式征求意见。12月，Ofcom表示高段部分倾向于“不变”，即继续用于用于WiFi。
3）亚太地区部分国家6GHz频段规划
2020年10月，韩国科学与信息通信部将6GHz频段规划用于WiFi等系统，成为继美国之后第二个将6GHz频段全部规划用于WiFi的国家；
2022年4月日本总务省将5925MHz~6425MHz规划用于WiFi系统，6425MHz~7125MHz频段规划正在制定中。2021年3月澳大利亚通信和媒体管理局将5925MHz~6425MHz作为WiFi系统频率，6425MHz~7125MHz频率规划正在制定中。新西兰尚未制定6GHz频段规划。
3、最新进展：
世界无线电通信大会2023（WRC-2023）已结束，工信部官网对会上6G 频段划分的总结如下：
完整原文见《WRC-23观察 | 大势所趋 业界所向——6GHz频段划分用于5G/6G的全球规则基础已 建立》
1 | 6GHz频段划分是本次大会的焦点，在所有议题中，其文稿数量、关注度、会议频次等方面均十分突出，累计收到6个区域电信组织和近30个国 |
6G特性
频谱资源
6G频段频率范围为5925MHz ~ 7125MHz，拥有59个20MHz信道、29个40MHz信道、14个80MHz信道、7个160MHz信道，Wi-Fi 7/11be还可扩展至320MHz。且其160MHz带宽的使用不像5G band1+band2、band3那样受限于DFS法规的约束。
旧协议兼容性
6GHz频段最低需支持11ax，不再需要向下兼容以往11b、11g、11a、11n，beacon中去除HT、VHT相关IE，可减少部分开销。且由于6G频段无旧协议设备，理论上OFDMA将会获得表现更好。
信道号划分
按照IEEE标准，6G信道从1-233，共计59个信道，部分信道会与5G信道重复（如149、153、157、161、165），若是原来5G代码中存在通过信道范围区分频段的逻辑，也会造成困扰。
而QCA驱动存在另一种信道格式：仍在5G信道基础上增加（计算公式：Freq=5000+channel*5），即191-423，将6G当5G的扩展来进行信道设置，但此数值会超过1字节的上限（255），对不少信道变量、协议字段造成困扰。
信道过多/减少扫描时间
6G信道多引入了扫描时间过长的问题，如每个信道扫100ms，59个信道就需要5.9s。为了优化这个问题，Wi-Fi 6E提供了以下机制：
OOB / RNR
OOB（Out Of Band Discovery），通过6G外的其他频段（如2.4GHz或5GHz）的beacon 和probe response帧携带6G信息，该信息由RNR（Reduced Neighbor Reports） IE承载，让STA能够预先获取6G的信道等信息，免除了去大量6G扫描的时间开销。
PSC
用一种专注于只有1/4信道数的信道列表(Preffered Scanning Channels, PSC)，PSC共有15个20MHz信道，间隔80MHz。使用PSC将被动扫描时间从5.9s减少至1.5s。
FILS / Unsolicited broadcast probe response
终端快速扫描机制FILS（Fast Initial Link Setup），STA在每个信道最多停留20ms，beacon间隔100ms，FILS Discovery/Bcast Probe Response帧间隔小于20ms。当STA通过FILS Discovery/Bcast Probe Response获取的SSID匹配要扫描的SSID，那么STA给AP发送Probe Request，AP收到后，回复单播Probe Response，告知具体BSS信息。此后STA即可进入认证关联过程。
多VAP聚合 / Multi-BSS IE
如上述章节，在100ms的beacon间隔中加入了20ms间隔的其他信标帧（FILS或广播probe rsp），大幅增加了信标帧的开销。若该频段再开启多个APVAP（主人、BH、访客等），将会引入更大空时开销。
目前100ms的beacon，各个VAP都会发送；而新引入的FILS/广播probe rsp，则是只会选择一个VAP进行发送，该VAP称为transmitted AP，默认选择第一个APVAP，也可通过接口指定。
另外，也可开启Multiple BSSID IE，简要来说，其作用是将所有apvap的beacon合并到一起，通过指定apvap发送出去，不同apvap的beacon差异通过MBSSID IE来调整（SSID、加密等）。
常用6G终端
常用终端包括网卡与手机，由于国内6G频段尚未开放，受法规限制，大多数终端厂商通过搜索环境中无线SSID并识别其国家码，如识别为不支持6G频段的国家则屏蔽其自身6G频段的方式来满足法规，这也导致很多终端无法在国内搜索到6G信号，可通过一些操作进行规避，方法主要包括：
1、 屏蔽环境下使用，且屏蔽房中无其他带有CN国家码的无线WiFi；
2、 网卡可通过原厂提供的工具修改网卡自身国家码，修改国家码后均可在开放环境下支持6G频段；
3、 部分手机可以通过关闭定位或屏蔽房重启的方式连接到6G；
4、 三星手机可通过刷新特定的工程固件来支持国内使用6G。
