Wi-Fi 8新特性—ELR（一）

Wi-Fi 8的学名UHR：Ultra-high reliability，超高可靠性。在上一篇Wi-Fi 7/8的频率将进一步扩展至7250MHz吗？中提到了它的工作频率，仍然使用与Wi-Fi 7 相同的1G-7.25GHz。今天我们来学习基于Wi-Fi 8的新特性之—ELR。

01、UHR新特性汇总

UHR的物理层新特性

首先在频段、带宽、子载波间隔等这些基本参数上与Wi-Fi 7 无异。发生变化的有以下几项：

1. UHR的MCS（调制编码方案）

UHR继续支持使用Wi-Fi 7 EHT的MCS（调制与编码方案），包括BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM、1024-QAM和4096-QAM调制阶数，以及码率为1/2、2/3、3/4和5/6的FEC编码（BCC和LDPC）。此外，UHR还定义了四个新的MCS值，具体为：

MCS新增4种：  MCS 17对应QPSK与2/3码率；  MCS 19对应16-QAM与2/3码率；  MCS 20对应16-QAM与5/6码率；  MCS 23对应256-QAM与2/3码率；

2. UHR引入了对新的更大LDPC码字长度（3888比特）的支持。

3. UHR在多流MIMO中支持不同调制（unequal modulation）。

即PPDU内的不同空间流可以使用不同的调制阶数。此新特性旨在改善存在每流SNR（信噪比）不平衡的MIMO信道中的数据传输速率，并且可以与EHT PHY中定义的现有等调制发射波束成形方法并行使用。

4. UHR PHY继续支持Wi-Fi 7 EHT物理层规定的OFDM符号参数（numerology）、tone方案、RU（资源单元）和MRU（多资源单元）。此外，UHR PHY定义了分布式RU（DRU：distributed-tone RUs）。DRU使用独立的OFDM tone方案，RU占用非连续分布的物理子载波，目的是为在具有功率谱密度限制的频段中工作的STA提供功率和覆盖范围方面的优势。DRU仅允许在上行UHR TB PPDU中使用。

5. UHR新增支持一种增强远距离（ELR：enhanced long range）PPDU格式。目的是克服上下行链路之间的链路预算不平衡问题，并提高远离AP的STA的频谱效率。ELR PPDU采用固定的20 MHz带宽，可在2.4 GHz频段操作中用于下行和上行传输，而在5 GHz和6 GHz频段操作中仅用于上行传输。

6. UHR可以通过多AP协调，支持协调波束成形（Co-BF：coordinated beamforming）和协调空间重用（Co-SR：coordinated spatial reuse），以提高频谱效率和系统可靠性。

7. UHR PHY支持干扰抑制模式（interference mitigation mode），使接收机能够估计干扰并减轻其影响。

UHR的MAC层新特性：

非主信道接入 NPCA：non primary channel access；动态/周期不可用操作 DUO/PUO：Dynamic/Periodic unavailability operation；动态子带操作 DSO：Dynamic subband operation；动态省电 DPS：Dynamic power save.

02、为何ELR

上面说了，为了克服上下行链路之间的链路预算不平衡问题，并提高远离AP的STA的频谱效率，Wi-Fi 8 物理层支持一种新型的增强远距离（ELR）PPDU格式。且采用固定的20 MHz带宽，可在2.4 GHz频段操作中用于下行和上行传输，而在5 GHz和6 GHz频段操作中仅用于上行传输。

为什么会有上、下行链路的链路预算不平衡问题呢？其实是基于FCC标准对Wi-Fi无线接入的下行和上行发射功率限值的差异性。虽然在part 15.247中，针对2400-2483.5MHz最大传导输出功率的限值规定为小于1W，且并未区分AP还是Client端。但在part15.407中，明确给出了AP和client终端设备分别的功率限值：

5.15G-5.25GHz

5.8GHz

6GHz

总结如下表：

频段（GHz）	设备类型	最大功率限值
5.15-5.25	室外AP	1W（传导）
client	250mW（传导）
5.725-5.85	室内AP	36dBm（EIRP）
client	30dBm（EIRP）
5.925-7.125	室内AP	30dBm（EIRP）
client	24dBm（EIRP）

可见在5GHz和6GHz频段，FCC所规定的AP的发射功率比client终端普遍大了6dB，因此上、下行链路预算不平衡的根源在这儿。但众所周知，国内工信部无〔2021〕129号法规文件规定的是统一的功率限值，仅有频段的区别，并没有设备类型的区分。不过在2.4GHz频段上行和下行均可以应用ELR。

那具体是如何进行覆盖距离增强的呢？

以上是UHR规定的三种PPDU的格式，第三种为针对ELR的PPDU。其中多了ELR-MARK、ELR-SIG和ELR-Data的字段。UHR ELR PPDU在上行链路中适用于2.4 GHz、5 GHz和6 GHz频段，而在下行链路中仅适用于2.4 GHz频段。UHR ELR PPDU仅定义为20 MHz PPDU带宽、单空间流，以及UHR-MCS 0和1，并在主20 MHz信道上对52 tone常规RU进行四倍频域重复（four times frequency domain duplication）。UHR ELR PPDU支持使用BCC和LDPC编码，标称码块长度最大为1944比特。

UHR ELR PPDU的ELR-SIG和Data部分是在20 MHz带宽内，通过在四个RRU52上进行四次频域重复（RRU52 4x DUP）。频域重复的具体描述如下：