WiFi7将是一场革命？

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　　谷歌搜索Z世代的著名成员会出现各种我从未听说过的名字（不过，我确实认出了GretaThunberg）。但又一个名字明显缺席，那就是IEEE802。11，也就是我们通常所说的WiFi。
　　WiFi诞生于1997年，对人类生活的影响远远超过任何其他Z世代名人。它的稳步增长和成熟逐渐将网络连接从电缆和连接器的旧制度中解放出来，以至于无线宽带互联网接入这在拨号时代是不可想象的通常被认为是理所当然的。
　　我的年纪，让我足以记住RJ45插头带来的，令人满意的咔嗒声，这标志着与快速扩展的在线多元宇宙的成功连接。现在我几乎不需要RJ45，而我认识的技术饱和的青少年甚至可能不知道它们的存在。
　　普通民众对WiFi的偏好并不令人惊讶。与无线的巨大便利性相比，以太网电缆看起来几乎是野蛮的。但作为一个只关心数据链路性能的工程师，我仍然认为WiFi不如有线连接。802。11be是否会让WiFi更接近于完全取代以太网？
　　WiFi标准简介：WiFi6和WiFi7
　　WiFi6是IEEE802。11ax的公开名称。WiFi6于2021年初获得全面批准，得益于802。11协议二十多年的累积改进，WiFi6是一个强大的标准，似乎不适合快速替代。
　　高通公司的一篇博文将WiFi6总结为旨在为尽可能多的设备同时驱动尽可能多的数据的功能和协议的集合。WiFi6引入了各种提高效率和增加吞吐量的高级功能，包括频域复用、上行链路多用户MIMO和数据包的动态分片。
　　WiFi6采用OFDMA（正交频分多址）技术，可提高多用户环境中的频谱效率。
　　图片由思科提供
　　那么，为什么802。11工作组已经在开发新标准的道路上顺利进行呢？为什么我们已经看到有关第一个WiFi7演示的头条新闻？尽管WiFi6收集了最先进的无线电技术，但至少在某些方面，人们认为WiFi6在两个重要方面令人印象深刻：数据速率和延迟。
　　通过提高WiFi6的数据速率和延迟性能，WiFi7的架构师希望提供比使用以太网电缆更容易实现的快速、流畅、可靠的用户体验。
　　关于WiFi协议的数据速率与延迟
　　WiFi6支持接近10Gbps的数据传输速率。这在绝对意义上是否足够好是一个非常主观的问题。然而，从相对意义上来说，WiFi6的数据速率在客观上是低迷的：WiFi5的数据速率相比其前身提高了1000，而WiFi6的数据与WiFi5相比，速率提高了不到50。
　　理论上的流数据速率绝对不是量化网络连接速度的综合手段，但它的重要性足以值得那些负责WiFi持续商业成功的人密切关注。
　　过去三代WiFi网络协议的比较。图片由英特尔提供
　　延迟作为一般概念是指输入和响应之间的延迟。
　　在网络连接的情况下，过长的延迟可能会降低用户体验，甚至超过有限的数据速率如果您必须在网页前等待五秒钟，那么极快的比特级传输对您没有多大帮助开始加载。延迟对于视频会议、虚拟现实、游戏和远程设备控制等实时应用程序尤为重要。用户对故障视频、滞后的游戏和拖拉的机器界面只有这么多的耐心。
　　WiFi7的数据速率和延迟
　　IEEE802。11be的项目授权报告包括提高数据速率和减少延迟作为明确目标。让我们仔细看看这两种升级途径。数据速率和正交幅度调制
　　WiFi7的架构师希望看到至少30Gbps的最大吞吐量。我们不知道最终确定的802。11be标准中将包含哪些特性和技术，但一些最有希望提高数据速率的候选者是320MHz信道宽度、多链路操作和4096QAM调制。
　　通过访问6GHz频段的额外频谱资源，WiFi可以将最大信道宽度增加到320MHz。相对于WiFi6，320MHz的通道宽度将最大带宽和理论峰值数据速率提高了两倍。
　　在多链路操作中，具有自己链路的多个客户站作为多链路设备共同发挥作用，它们具有到网络逻辑链路控制层的一个接口。WiFi7将可以访问三个频段（2。4GHz、5GHz和6GHz）；WiFi7多链路设备可以在多个频段同时发送和接收数据。多链路操作具有显着增加吞吐量的潜力，但它带来了一些重大的实施挑战。
　　在多链路操作中，多链路设备具有一个MAC地址，即使它包含多个STA（代表站，表示笔记本电脑或智能手机等通信设备）。图片由IEEE提供
　　QAM代表正交幅度调制。这是一种IQ调制方案，其中相位和幅度的特定组合对应于不同的二进制序列。我们可以（理论上）通过增加系统星座中相位幅度点的数量来增加每个符号传输的比特数（见下图）。
　　这是16QAM的星座图。复平面上的每个圆圈代表对应于预定义二进制数的相位幅度组合。图片由IEEE提供
　　WiFi6使用1024QAM，它支持每个符号10位（因为2101024）。如果使用4096QAM调制，系统可以在每个符号上传输12位，前提是它可以在接收器处实现足够的SNR以实现成功解调。延迟特性：MAC层和PHY层
　　实时应用可靠功能的阈值是510毫秒的最坏情况延迟；在某些使用场景中，低至1毫秒的延迟是有益的。在WiFi环境中实现如此低的延迟并非易事。
　　在MAC（媒体访问控制）层和物理层（PHY）上运行的功能将有助于将WiFi7延迟性能带入低于10毫秒的领域。其中包括多接入点协调波束成形、时间敏感网络和多链路操作。
　　WiFi7的主要特性。图片由IEEE提供
　　最近的研究表明，包含在多链路操作总标题中的多链路聚合可能有助于使WiFi7满足实时应用程序的延迟要求。
　　您对WiFi7的未来持乐观态度吗？
　　我们还不知道WiFi7究竟会是什么样子，但它无疑将包含令人印象深刻的新射频技术和数据处理技术。这所有的研发都值得吗？WiFi7是否会彻底改变无线网络并彻底抵消以太网电缆的少数剩余优势？欢迎在下面的评论部分分享您的想法。
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