Wi-Fi|Wi-Fi 7来袭:坐等换路由了

摘 要
越来越多的设备需要大量数据传输,这对WiFi当前的功能提出了巨大挑战 。WiFi以802.11be(即WiFi 7)迎接这项挑战 。这项全新的修正案提出了我们所知的无许可无线连接的演变 。
随着802.11be标准化过程的巩固,本文首先提供了802.11be基本功能的最新摘要,证明多AP协调是关键和延迟敏感应用程序的必备功能 。
然后,我们深入到其最引人注目的实现之一——协调波束形成——的实质,我们的标准配合仿真证实,其最坏情况下的延迟减少了近十倍 。
简介
早在1943年,心理学家Abraham Maslow就发表了一份关于人类需求层次的研究报告,指出在充分利用一个人的才能和兴趣之前,必须首先满足人的四种需求 。他的理论可以用金字塔来生动说明,自底而上分别是生理需求、安全、归属感和尊重 。
如今,人们可以“挑衅”地在马斯洛金字塔的底部增加一层:WiFi 。除了食物、住所和干净的水,无线连接在我们全球化的社会中也必不可少 。虽然我们会说人类对互联网的需求并不超过空气,但WiFi的重要性是毋庸置疑的 。
在不便远行和隔离期间,许多人借助WiFi与亲人保持联系,通过在线订单维持小企业的运营,亦或通过在线瑜伽课程来保持健康 。毕竟,如果没有WiFi,这篇文章几乎不可能写出来,而且当你阅读它时,你很可能也在使用WiFi 。
每天都有几十亿人使用WiFi,WiFi在不断扩展的各种应用中承载着全球大部分数据流量 。到2023年,将有近6.28亿个公共WiFi热点,十分之一配备了基于IEEE 802.11ax规范的WiFi 6 。
随着WiFi的普及和功能的增长,对无线服务的需求也将随之增长 。除了8K显示器和VR之外,越来越多的家庭将会使用智能家电,这将变成一个许多设备同时连接在一起的密集的环境 。企业将大幅增加在其经营场所收集的数据量,从而改进制造流程和提高生产率 。
重要的是,这种跨厂区通信能够提供非常低的延迟,以实现机械同步和实时控制 。实时视频将占据全球IP流量的很大一部分,疫情大流行之后,高质量的视频会议将在工作、教育和医疗等领域广泛应用 。
我们对高速率和高可靠性的要求推动了基于IEEE 802.11be极高吞吐量(EHT)的新一代WiFi 7的开发 。自从802.11be引入我们的研究社区以来,监管、认证和标准化机构已经做了很多工作 。
美国联邦通信委员会(FCC)已将6GHz频率的新频谱用于无许可的用途 。WiFi联盟(WiFi Alliance)是一个由公司组成的全球网络,通过认证推动WiFi的采用和发展,预计很快将为WiFi 6设备提供全球互操作性认证,以在这样一个新频段中运行 。与此同时,主要专家正在进行线上IEEE会议,以确定802.11be标准的构建模块 。
本文中,我们将从WiFi现状的更新开始,预测其未来如何发展 。然后,我们详细研究关于802.11be修正案将采用的技术特性的最新具体决定,以及新的预计开发时间表 。
我们还将讨论提高网络效率、降低延迟和提高可靠性以补充提高峰值吞吐量的最吸引人的因素之一:多接入点(AP)协调波束形成(CBF) 。特别地,我们阐明了其潜在实现的细节,并分享了符合标准的模拟结果,这些结果量化了它在现实的数字企业设置中获得的延迟增益 。
WIFI的简要更新
应对高密度场景中更严格的要求是WiFi必须达到的最具挑战性的目标之一 。基于IEEE 802.11ax的最先进的WiFi 6通过正交频分多址(OFDMA)和上行链路以及下行链路多用户MIMO等功能提高网络效率和电池消耗来解决拥堵 。
由于推迟到2020年底802.11ax尚未获得最终批准,WiFi的利益相关者已经开始关注对WiFi 6的两个进一步的改进 。第一个是WiFi 6E,目前世界各国政府都在为免许可的使用开辟新的频段 。第二个将是新的802.11be修正案,可能被认证为WiFi 7 。