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Wi-Fi 7，IEEE 802.11be等着我们吗？

近来，支持Wi-Fi 6技术（IEEE 802.11ax）的设备进入了市场讨论。但是很少有人知道，已经开发了新一代的Wi-Fi技术-Wi-Fi 7（IEEE 802.11be）。关于本文将介绍什么Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7的主要功能（图片来自https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9090146的图片）

背景


2020年9月，我们将庆祝IEEE 802.11项目成立30周年，该项目对我们的生活产生了重大影响。当前，由IEEE 802.11系列标准定义的Wi-Fi技术是用于连接到Internet的最流行的无线技术：Wi-Fi传输了一半以上的用户流量。尽管蜂窝技术每十年重塑一次，例如，为Wi-Fi用户用5G代替4G，但几乎看不到数据传输速度的提高以及新服务和新功能的引入。只有少数客户关心设备包装盒上“ 802.11”后面的字母“ n”，“ ac”或“ ax”。但这并不意味着Wi-Fi没有发展。

Wi-Fi发展的证据之一是名义数据传输速度的急剧提高：从1997年版本的2 Mbps到最新的802.11ax标准（也称为Wi-Fi 6）的近10 Gbps。得益于更快的信号和代码设计，更宽的信道以及MIMO技术的使用，此类性能得到了提高。

除了主要关注高速无线局域网外，Wi-Fi的发展还包括几个利基项目。例如，Wi-Fi HaLow（802.11ah）就是试图将Wi-Fi引入无线物联网市场。毫米范围的Wi-Fi（802.11ad / ay）支持标称数据传输速度，最高可达275 Gb / s，尽管距离非常短。

与高分辨率视频流，虚拟现实和增强现实，游戏，远程办公室和云计算有关的新应用程序和服务，以及在无线网络中以大量流量支持大量用户的需求，都需要高性能。

Wi-Fi目标7


2019年5月，本地和城市网络标准化委员会802.11工作组的BE子组（TGbe）开始研究Wi-Fi标准的新功能，它将在一个“典型”频道上将标称带宽增加到40 Gb / s以上。适用于<= 7 GHz的Wi-Fi频段。尽管许多文档都具有“至少30 Gbit / s的最大带宽”的功能，但是新的物理层协议将提供超过40 Gbit / s的名义速度。

Wi-Fi 7的另一个重要开发领域是对实时应用程序的支持。（游戏，虚拟现实和增强现实，机器人控制）。值得注意的是，尽管Wi-Fi专门从事音频和视频流量，但长期以来，人们认为在Wi-Fi网络中根本不可能提供标准的保证低延迟（毫秒单位），也称为时间敏感网络。 2017年11月，我们的团队来自IPPI RAS和高等经济学院（不算为PR）在IEEE 802.11组中提出了相应的建议。该提案引起了极大的兴趣，并且在2018年7月成立了一个特别小组来进一步研究此问题。由于实时应用需要高标称数据速率和链路层功能性的扩展，因此工作组802。11决定开发在Wi-Fi 7中支持实时应用程序的方法。

与Wi-Fi 7有关的一个重要问题是它与3GPP开发的并在相同的未许可频段上运行的蜂窝网络技术（4G / 5G）共存。关于LTE-LAA / NR-U。为了研究与Wi-Fi和蜂窝网络共存相关的问题，IEEE 802.11启动了共存常设委员会（Coex SC）。尽管在2019年7月在维也纳举行了无数次会议甚至3GPP和IEEE 802.11参与者联合研讨会，但技术解决方案尚未获得批准。对于这种毫无结果的活动的可能解释是，IEEE 802和3GPP都不想更改其自身的技术以使其与其他技术保持一致。因此，目前尚不清楚Coex SC框架内的讨论是否会影响Wi-Fi 7标准。

开发过程


尽管Wi-Fi 7的开发过程尚处于起步阶段，但已向Wi-Fi 7（也称为IEEE 802.11be）的未来提交了约500个新功能。大多数想法仅在be子组中讨论，尚未做出决定。最近已经批准了其他想法。下面将明确指出哪些提案已获批准，哪些仅在讨论中。

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原计划在2021年3月之前完成主要新机制的开发。该标准的最终版本预计将在2024年初发布。2020年1月，第11分小组对发展是否会按目前的进度按计划表示关注。为了加快标准制定流程，该小组同意选择一小部分高优先级功能，这些功能可以在2021年之前发布（版本1），其余部分留给版本2。高优先级功能应提供主要的性能提升，并包括对320 MHz，4K- QAM，Wi-Fi 6，具有16个流的MU-MIMO对OFDMA进行了明显的改进。

由于存在冠状病毒，该小组现在不打算亲自参加，而是定期举行新闻组。因此，发展有所放缓，但并未停止。

技术细节


考虑一下Wi-Fi 7的主要创新。

  1. Wi-Fi 6 c 320 , MU-MIMO, 2x2 = 4 . Wi-Fi 7 4K-QAM, 20% . , Wi-Fi 7 2x2x1,2 = 4,8 Wi-Fi 6: Wi-Fi 7 9,6 / 4,8 = 46 /. , , Wi-Fi, .
  2. IEEE 802 TSN . , , , , .
  3. Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA – ( , 4G 5G) – . 11ax OFDMA . -, . -, . . , Wi-Fi 6 OFDMA , . 11be OFDMA.
  4. Wi-Fi 7 , , . , , 2.4 5 , , . 11be , .
  5. , , MIMO OFDMA. . , .
  6. Wi-Fi 7 «» . , . (HARQ), , full-duplex (NOMA). , , , , , .
    • HARQ . Wi-Fi . Wi-Fi , , . HARQ , , , . HARQ Wi-Fi.
    • Full-Duplex, , Wi-Fi ( ), . . , , Wi-Fi , , , - , ( « » ). .
    • MIMO , . 5G. NOMA Wi-Fi 2018 . ( ). 30-40%. : , Wi-Fi 7. , Wi-Fi . NOMA MU-MIMO, . : IEEE INFOCOM 2020 .
  7. , , , . Wi-Fi, , , . , , beamforming ( ) MIMO. ( , NOMA). 11be , , , . , , (, MU-MIMO), , Release 2. . , . Wi-Fi c , HCCA (11e) HCCA TXOP Negotiation (11be).

总而言之，似乎与前五个小组有关的大多数提案都将成为Wi-Fi 7的一部分，而与后两个小组有关的提案则需要进行大量的额外研究才能证明其有效性。

更多技术细节


有关Wi-Fi 7的技术详细信息，请点击此处（英文）

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