Wi-Fi 8 MAPC IEEE 802.11bn 多基地台合作 超高可靠度 Multi-Access Point Coordination 無縫漫遊 合作式空間複用

多基地台合作機制提升效率 MAPC推動Wi-Fi 8邁向高可靠度

2026-07-15
Wi-Fi 8(標準規格 IEEE 802.11bn)預計於 2028 年定案,其核心目標為實現「極高可靠度」與「最佳體驗」,旨在相較於 Wi-Fi 7 改善至少 25% 的封包漏失率、吞吐量與延遲。其關鍵技術為「多基地台合作式機制(MAPC)」,包含 Co-SR、Co-BF、Co-TDMA 等五大協同技術,能將多個基地台整合為單一移動域(SMD),透過資源協調與干擾抑制,打造無縫漫遊的網路環境。

Wi-Fi 7的網通產品及技術規格才剛商用化約三年左右,如今新世代Wi-Fi 8的技術規範已經開始在網路通信產業熱烈討論,舉凡2026CES展以及相關技術論壇都已在探討Wi-Fi 8的技術細節以及優勢,Wi-Fi 8估計在2027年底至2028年左右將可全面商用化,Wi-Fi 8的技術標準預計於2028年3月左右完成最終定案。

Wi-Fi 8的技術特性與目標不是要讓網路跑得更高速,其主要設計特性是要讓網路有極高可靠度(Ultra High Reliability, UHR)以及讓使用者有最佳網路體驗,這意味著在任何環境下都能夠讓使用者感受到更穩定的網路環境,所以Wi-Fi 8要實現的是讓每一個資料封包在複雜的環境中能更可靠且即時送達目的端。

目前,IEEE 802.11bn的標準規格文件明確訂出性能改善的量化指標:封包漏失率、吞吐量、延遲要相較Wi-Fi 7至少改善25%。

在封包漏失率方面,若終端裝置在多個無線基地台移動時,終端裝置在新舊基地台的連線切換及傳送資料的暫存與轉發都會造成使用者的封包延遲或漏失,因此如何在多個無線基地台間達成無縫漫遊是Wi-Fi 8的技術特點,IEEE 802.11bn的標準規格文件亦明確規定至少要減少25%的封包漏失率。

在吞吐量方面,終端裝置在訊號條件較差的環境下,例如通訊來源端與目的端之間有多個障礙物或牆壁阻隔,IEEE 802.11bn的標準規格文件要求有效吞吐量相較Wi-Fi 7要至少提升25%。

在延遲方面,IEEE 802.11bn的標準規格文件要求延遲相較Wi-Fi 7要降低至少25%。

Wi-Fi 8的一個重要應用情境是:終端裝置在多個無線基地台的應用場合移動。在這種應用情境下,Wi-Fi 8要達成上述三個25%的性能改善的量化指標則需要多基地台合作式機制(Multi-Access Point Coordination, MAPC)技術,MAPC技術也是Wi-Fi 8的核心技術之一。

MAPC技術的核心觀念是讓多個無線基地台在同個網路通訊環境中不再單獨運作,而是要把多個無線基地台變成「同個網路」,以合作式的方式讓這些無線基地台同管理頻譜資源並降低彼此的干擾,Wi-Fi 8目前有五種MAPC合作式技術:合作式空間複用(Coordinated Spatial Reuse ,Co-SR)、合作式波束成形(Coordinated Beamforming, Co-BF)、合作式分時多工多重存取(Coordinated TDMA, Co-TDMA)、合作式限制目標喚醒時間(Coordinated Restricted Target Wake Time, Co-rTWT)、合作式通道推薦(Coordinated Channel Recommendation, Co-CR)。

多基地台協同運作

多基地台合作式(Multi-Access Point Coordination, MAPC)機制是Wi-Fi 8最主要的核心技術之一,實現了極高可靠度、最佳使用者體驗、無縫漫遊。當終端裝置處於多個無線基地台的環境中,例如工廠、辦公大樓、集合式住宅、智慧農場、倉庫、大型倉儲等等,當終端裝置在這種環境下移動時, 在Wi-Fi 8之前的舊有技術下是將每個無線基地台的訊號涵蓋範圍視為個別的網路,終端裝置在移動中會根據訊號強弱來判斷與切換服務的無線基地台,但是在連線到無線基地台的切換瞬間會出現毫秒級的微小延遲,這種延遲對於即時視訊或是即時VR/AR/MR應用是有感的(圖1)。

圖1 多無線基地台網路環境

由於Wi-Fi 8之前的舊有技術下的每個無線基地台會構成個別的網路,每個網路各自提供網路服務,這會造成頻譜資源浪費與訊號互相干擾的問題。

在多個無線基地台(AP)的環境中,Wi-Fi 8的技術讓每個無線基地台形成同一個網路,透過協同合作方式讓多個無線基地台共同管理頻譜資源並且降低相互的干擾。這意味著Wi-Fi 8讓原本獨立運作的多個無線基地台整合為大型的單一網路,使得終端裝置進入到多個無線基地台環境中如同進入到一個單一網路中漫遊而不是進入到多個獨立運作的多個網路中漫遊,Wi-Fi 8建構的此類無縫漫遊網路,稱為單一移動域(Single Mobility Domain, SMD)。

Wi-Fi 8技術結合多基地台合作式、多鏈路運作(Multi-Link Operation, MLO)技術,建構出無縫漫遊的網路體驗。

在Wi-Fi 8技術建構出的SMD架構下,當終端裝置移動時,可以同時和原本提供服務的AP及即將切換的新AP維持連線,相鄰AP間會透過後端互相共享終端裝置的設定檔,當發生相鄰AP 間漫遊事件時,在確認與新AP連線穩定之前,原本服務的AP提供的舊連線不會中斷,正在傳輸中的資料封包會在AP間轉移,解決了終端裝置在不同無線基地台間移動時常見的高延遲及斷線問題。

合作式空間複用

合作式空間複用是Wi-F i 6所引入的空間複用(Spatial Reuse, SR)技術之加強版,是一種MAC層的MAPC技術,允許多個無線基地台在同一組傳輸機會(TXOP)時段同時傳輸,透過協調多個AP的功率,使其在能在相同通道下同時傳輸且不造成嚴重干擾。其核心技術是允許多個相鄰的AP可以透過協調機制,動態調整各自的無線基地台傳輸功率。

因此,當一個AP偵測到其他AP的傳輸功率時,可以根據協調結果降低傳輸功率,這將可以讓原本會在同個通道內相互干擾的兩個或多個資料流(data stream)得以並行傳輸,進而明顯的提升整個網路的頻譜利用率以及網路總容量,使不同空間位置的AP能更有效利用網路資源,避免因彼此競爭頻譜而降低頻譜使用效率。根據聯發科發布的白皮書與初步試驗資料,在典型網狀網路環境下,Co-SR技術能有效提升整體系統傳輸量約15%至25%。

合作式波束成型

另一個空間域的MA PC技術是合作式波束成型。當終端裝置處於多個無線基地台環境中時,若AP間距離較近,如果僅透過MAC層調整傳輸功率,有相當的可能會無法完全消除彼此的訊號干擾,這意味著當多個終端裝置與多個AP之間的目標連線彼此距離太近將無法透過Co-SR進行同時傳輸,這可以透過合作式波束成型技術來處理(圖2)。

圖2 合作式波束成型機制

Co-BF允許多個AP協調運作,利用多個AP形成虛擬天線陣列,利用這種天線陣列,將各自的傳輸波束(beam)精準對準目標終端裝置(Station, STA),針對目標終端裝置位置,加強該方向的訊號強度,並且在其他非目標終端裝置或是相鄰的AP的方向角度形成訊號零點,亦即在非目標方向形成訊號零點,降低干擾。舉例來說,當某終端裝置移動到兩台AP中間時, 這兩台AP會互相協調,將訊號精準的對準終端裝置,同時透過Nulling降低干擾,提高邊緣訊號品質。

這種主動的協調方式可以將多AP短間隔距離時的同時傳輸時的干擾降到最低,可以有效的提升目標終端裝置的訊號品質。根據聯發科的測試資料得知,Co-BF在網狀網路中可以將傳輸量提升20%至50%。

合作式時分多重存取

合作式分時多工多重存取是多基地台協調機制(MAPC)的一種技術,其核心概念是透過多基地台協調與精準時序排程,使各無線基地台能在同一通道上依序輪流傳輸,藉此解決時域同時傳輸造成的頻譜衝突、訊號干擾與封包碰撞問題。解決了在Wi-Fi 8之前的技術下各用戶端設備或AP為了爭搶連線與頻譜資源而造成彼此訊號干擾而導致連線狀況不佳或連線中斷。

Co-TDMA的運作流程可分為三個階段:協調階段(Polling Phase)、時間分配階段(TXOP Allocation Phase)、時間資源歸還階段(TXOP Return Phase)。

在協調階段時,當某個AP成功取得了傳輸機會時,取得傳輸機會的AP會發送初始控制訊框(Initial Control Frame, ICF),用以邀請其他不同地理位置的非共址AP(Non-colocated AP)共同參與時間資源分配。在時間分配階段時,發出ICF的AP會透過觸發訊框(Trigger Frame)指定特定的AP在特定的時間內收發資料,並透過MU-RTS TXS訊框(MU-RTS TXS frame)這種廣播訊框以確保通訊連線無縫連接。在時間資源歸還階段,當其他AP收發資料完畢後,會將剩餘的傳輸時間交還給發出ICF的AP。

合作式限制目標喚醒時間

合作式限制目標喚醒時間技術的核心概念是讓多個不同位置的無線基地台能同步排程,減少頻道干擾,在時域中針對需要即時同步且漫遊中的使用者裝置,將其封包優先權提升,以此確保高優先權的封包能無碰撞地傳送,降低掉包率(packet loss)。

其運作流程可分為三個階段:無線基地台協調(Coordination)階段、保護機制階段(Protection)、延遲優化(Optimization)階段。

合作式通道推薦

合作式通道推薦(Co-CR)此技術草案仍然持續由IEEE P802.11 TGbn針對條文與技術方案進行審查中,尚未定稿。

Co-CR其運作流程可分為三個階段:多AP協商(Multi-AP Negotiation)階段、優化點對點通訊階段、低延遲優化階段。

多AP協商階段,當一個無線基地台向另一個無線基地台發送配置請求時,雙方可以透過封包訊框中的多無線基地台元件欄位來交換Co-CR相關參數。若兩方都取得合作共識,則建立Co-CR協定。透過Co-CR機制,AP可以在特定通道上減少流量並將該通道建議保留供需要高頻寬且低延遲的點對點連線應用。

綜觀而言,多基地台合作式機制透過頻譜資源協調、干擾抑制與漫遊最佳化等方式,協助Wi-Fi 8達成極高可靠度與更佳的使用者體驗,成為新世代無線網路的重要技術基礎。

(本文作者為台灣立訊網通射頻硬體研發經理)

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