越來越多的設(shè)備需要大量數(shù)據(jù)傳輸，這對WiFi當(dāng)前的功能提出了巨大挑戰(zhàn)。WiFi以802.11be（即WiFi 7）迎接這項挑戰(zhàn)。這項全新的修正案提出了我們所知的無許可無線連接的演變。隨著802.11be標(biāo)準(zhǔn)化過程的鞏固，本文首先提供了802.11be基本功能的最新摘要，證明多AP協(xié)調(diào)是關(guān)鍵和延遲敏感應(yīng)用程序的必備功能。然后，我們深入到其最引人注目的實現(xiàn)之一——協(xié)調(diào)波束形成——的實質(zhì)，我們的標(biāo)準(zhǔn)配合仿真證實，其最壞情況下的延遲減少了近十倍。
簡介
早在1943年，心理學(xué)家Abraham Maslow就發(fā)表了一份關(guān)于人類需求層次的研究報告，指出在充分利用一個人的才能和興趣之前，必須首先滿足人的四種需求。他的理論可以用金字塔來生動說明，自底而上分別是生理需求、安全、歸屬感和尊重。如今，人們可以“挑釁”地在馬斯洛金字塔的底部增加一層：WiFi。除了食物、住所和干凈的水，無線連接在我們?nèi)蚧纳鐣幸脖夭豢缮?。雖然我們會說人類對互聯(lián)網(wǎng)的需求并不超過空氣，但WiFi的重要性是毋庸置疑的。在不便遠(yuǎn)行和隔離期間，許多人借助WiFi與親人保持聯(lián)系，通過在線訂單維持小企業(yè)的運營，亦或通過在線瑜伽課程來保持健康。畢竟，如果沒有WiFi，這篇文章幾乎不可能寫出來，而且當(dāng)你閱讀它時，你很可能也在使用WiFi。
每天都有幾十億人使用WiFi，WiFi在不斷擴展的各種應(yīng)用中承載著全球大部分?jǐn)?shù)據(jù)流量。到2023年，將有近6.28億個公共WiFi熱點，十分之一配備了基于IEEE 802.11ax規(guī)范的WiFi 6。隨著WiFi的普及和功能的增長，對無線服務(wù)的需求也將隨之增長。除了8K顯示器和VR之外，越來越多的家庭將會使用智能家電，這將變成一個許多設(shè)備同時連接在一起的密集的環(huán)境。企業(yè)將大幅增加在其經(jīng)營場所收集的數(shù)據(jù)量，從而改進制造流程和提高生產(chǎn)率。重要的是，這種跨廠區(qū)通信能夠提供非常低的延遲，以實現(xiàn)機械同步和實時控制。實時視頻將占據(jù)全球IP流量的很大一部分，疫情大流行之后，高質(zhì)量的視頻會議將在工作、教育和醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
我們對高速率和高可靠性的要求推動了基于IEEE 802.11be極高吞吐量（EHT）的新一代WiFi 7的開發(fā)。自從802.11be引入我們的研究社區(qū)以來，監(jiān)管、認(rèn)證和標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)已經(jīng)做了很多工作。美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）已將6GHz頻率的新頻譜用于無許可的用途。WiFi聯(lián)盟（WiFi Alliance）是一個由公司組成的全球網(wǎng)絡(luò)，通過認(rèn)證推動WiFi的采用和發(fā)展，預(yù)計很快將為WiFi 6設(shè)備提供全球互操作性認(rèn)證，以在這樣一個新頻段中運行。與此同時，主要專家正在進行線上IEEE會議，以確定802.11be標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建模塊。
本文中，我們將從WiFi現(xiàn)狀的更新開始，預(yù)測其未來如何發(fā)展。然后，我們詳細(xì)研究關(guān)于802.11be修正案將采用的技術(shù)特性的最新具體決定，以及新的預(yù)計開發(fā)時間表。我們還將討論提高網(wǎng)絡(luò)效率、降低延遲和提高可靠性以補充提高峰值吞吐量的最吸引人的因素之一：多接入點（AP）協(xié)調(diào)波束形成（CBF）。特別地，我們闡明了其潛在實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，并分享了符合標(biāo)準(zhǔn)的模擬結(jié)果，這些結(jié)果量化了它在現(xiàn)實的數(shù)字企業(yè)設(shè)置中獲得的延遲增益。
WIFI的簡要更新
應(yīng)對高密度場景中更嚴(yán)格的要求是WiFi必須達到的最具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)之一。基于IEEE 802.11ax的最先進的WiFi 6通過正交頻分多址（OFDMA）和上行鏈路以及下行鏈路多用戶MIMO等功能提高網(wǎng)絡(luò)效率和電池消耗來解決擁堵。由于推遲到2020年底802.11ax尚未獲得最終批準(zhǔn)，WiFi的利益相關(guān)者已經(jīng)開始關(guān)注對WiFi 6的兩個進一步的改進。第一個是WiFi 6E，目前世界各國政府都在為免許可的使用開辟新的頻段。第二個將是新的802.11be修正案，可能被認(rèn)證為WiFi 7。
A. WiFi 6E：WiFi新賽道
20多年來，WiFi一直工作在2.4和5 GHz兩個頻段上。2020年4月，F(xiàn)CC為第三個頻段掃清了道路：5.925–7.125 GHz。這種增加的頻譜稱為6GHz頻段，幾乎是可用帶寬的四倍。除了更多的可用信道外，新開放頻率的一個關(guān)鍵區(qū)別在于其較短的傳播范圍，這可能特別適合于在密集和具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境（如交通樞紐、體育場館和商圈等）中提供基本服務(wù)集（BSS）隔離。根據(jù)為保護現(xiàn)有服務(wù)而制定的規(guī)則，新的6GHz頻段將由面許可的設(shè)備接入。其中，室外使用將有一個基于競爭的強制性協(xié)議，對總發(fā)射功率和功率譜密度進行限制，以避免窄信道的低效使用。
雖然FCC的決定可能使美國在6GHz市場上處于領(lǐng)先地位，但包括歐洲和亞太地區(qū)在內(nèi)的其他地區(qū)也在探索免許可進入該頻段。與此同時，WiFi 6已準(zhǔn)備好利用全球范圍內(nèi)可用的6 GHz頻譜，配備在新頻段運行所需的芯片和無線電的設(shè)備將獲得“6E”標(biāo)識，其中E代表“擴展”。WiFi聯(lián)盟計劃在2021年初推出WiFi 6E認(rèn)證，預(yù)計超過3億個合規(guī)設(shè)備將在同一年上市。值得注意的是，由于最初只有6E設(shè)備能夠在6GHz頻段內(nèi)工作，因此它們至少在原始、低干擾設(shè)置時可用。
B. WiFi 7：（尚未發(fā)布）極高吞吐量(Not Just)
事實上，802.11be極高的吞吐量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過高峰值數(shù)據(jù)速率。非常確定的是，WiFi 7預(yù)計每個AP至少支持30 Gbps，大約是WiFi 6的四倍，同時確保在2.4、5和6 GHz免許可的頻段中與傳統(tǒng)設(shè)備向后兼容和共存。然而，802.11be任務(wù)組（TG）也認(rèn)識到需要并致力于降低延遲和提高可靠性，以實現(xiàn)時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）用例。前者被視為實時應(yīng)用（包括增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實、游戲和云計算）的促成因素，要求延遲時間減少到5毫秒以下。后者對于下一代工廠和企業(yè)至關(guān)重要，WiFi可能需要保證更高的可靠性，以取代某些有線通信。
為了加快WiFi 7的開發(fā)和商業(yè)化（其時間表如圖1所示），802.11be TG偏離了傳統(tǒng)的單階段開發(fā)周期，并確定了兩個階段。第一個階段根據(jù)其增益/復(fù)雜度比、標(biāo)準(zhǔn)化和實施時間以及相關(guān)和市場需求，將重點放在一組高優(yōu)先級的功能上。下一節(jié)將對此進行詳細(xì)介紹。
圖1：當(dāng)前WiFi 7標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證和商業(yè)化時間表的圖示。
未來WIFI 7 介紹
在撰寫本文時，802.11be TG正在積極定義將包含在標(biāo)準(zhǔn)中的基本功能操作，這些信息收集在規(guī)范框架文件（SFD）中，標(biāo)準(zhǔn)的草案將由此衍生。我們主要關(guān)注它后續(xù)的更新。
圖2:PSR框架的圖示。
A. 第一版特性
如圖1所示，預(yù)計第一版（R1）特征在2021年5月到期時達到草案1.0中的成熟規(guī)范，到2022年3月的草案2發(fā)布，將有可能進一步對他們進行擴展和改進。這些措施包括：
?。?）多鏈路操作：802.11be以所有可用頻段（即2.4、5和6 GHz）的高效操作為目標(biāo)，用于負(fù)載平衡、多頻段聚合和同步下行鏈路/上行鏈路傳輸。在802.11be中，多鏈路設(shè)備（MLD）被定義為具有多個附屬AP或STA以及到上述邏輯鏈路控制（LLC）層的單個MAC服務(wù)接入點（SAP）的設(shè)備。還引入了唯一標(biāo)識MLD管理實體的MAC地址。多鏈路控制和操作的相關(guān)功能總結(jié)如下：
多鏈路發(fā)現(xiàn)和設(shè)置：MLD具有能夠動態(tài)更新其在每對鏈路上同時進行幀交換的能力。此外，每個單獨的AP/STA還可以提供關(guān)于同一MLD內(nèi)其他附屬AP/STA的操作參數(shù)的信息。
流量鏈路映射：在多鏈路設(shè)置時，用于根據(jù)幀的服務(wù)質(zhì)量（QoS）對幀進行分類的所有流量標(biāo)識符（TID）都映射到所有設(shè)置鏈路。該映射的更新可隨后由任何相關(guān)MLD進行。此外，接收方MLD將利用單個重排序緩沖器用于通過多個鏈路傳輸?shù)南嗤琓ID的QoS數(shù)據(jù)幀。
通道訪問和節(jié)能：MLD的每個AP/STA通過其鏈路執(zhí)行獨立的通道訪問，并保持其自身的電源狀態(tài)。為了促進有效的STA功率管理，AP還可以利用啟用的鏈路來攜帶緩沖數(shù)據(jù)的指示以用在其他鏈路上傳輸。
（2）低復(fù)雜性AP協(xié)調(diào)：802.11be將支持多AP協(xié)調(diào)，AP在信標(biāo)幀/管理幀中實現(xiàn)其功能。協(xié)調(diào)空間復(fù)用（CSR）是一種低復(fù)雜性的實現(xiàn)，可以包括在R1中。在CSR中，已經(jīng)獲得傳輸機會（TXOP）的共享AP可以觸發(fā)一個或多個其他共享AP以執(zhí)行具有適當(dāng)功率控制和鏈路自適應(yīng)的同步傳輸。與802.11ax中可用的空間復(fù)用方案相比，這種協(xié)調(diào)將創(chuàng)造更多的空間復(fù)用機會并減少沖突數(shù)量。
?。?）802.11ax的直接增強：802.11be TG還將指定對當(dāng)前802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的一些升級。這些措施包括：
支持320 MHz傳輸，使802.11ax的160 MHz傳輸倍增。
使用更高的調(diào)制階數(shù)，可以支持4096 QAM，而802.11ax中只支持1024-QAM，并且對發(fā)射機的誤差向量幅度（EVM）有嚴(yán)格的-38 dB要求。
每個STA分配多個資源單元，即OFMDA。其靈活性可以提高頻譜利用率。
B. 第二版特性
盡管R2特性將分別于2022年11月和2023年11月在草案3.0和草案4.0中正式確定，但802.11be TG已經(jīng)開始了其相關(guān)工作，并在SFD中取得了顯著進展。主要特點如下：
1.MIMO增強：802.11be將支持的單用戶MIMO（SU-MIMO）和多用戶MIMO（MU-MIMO）空間流的最大數(shù)量增加一倍，達到了16個，從而增加容量。在MUMIMO的情況下，802.11be TG同意將空間復(fù)用STA和每個STA的空間流的最大數(shù)量分別限制為8和4。上述限制有助于控制MIMO預(yù)編碼器復(fù)雜性和信道狀態(tài)信息（CSI）開銷。目前對于隱式CSI探測的研究正在進行中，它可以作為一種可選模式進一步抑制這種開銷。
2.混合自動重復(fù)請求（HARQ）：R2可能會引入HARQ。設(shè)備不會丟棄錯誤信息，而是嘗試將其與重傳單元軟組合，以增加正確解碼的概率。雖然在撰寫本文時SFD不包括任何與HARQ相關(guān)的過程，但802.11be TG已經(jīng)評估了不同的HARQ單元MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元（MPDU）或PHY碼字，并評估了性能/復(fù)雜性權(quán)衡。
3.低延遲操作：鑒于TSN的商業(yè)吸引力，SFD還將收集專門用于減少最壞情況下的延遲和可靠性大幅提升的協(xié)議增強功能。可以想象，這種解決方案可能依賴于多鏈路操作，提供每個鏈路的不同QoS，或者依賴于AP協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)更積極的頻譜復(fù)用和更少的有害沖突。
4.高級AP協(xié)調(diào)：為了充分發(fā)揮多AP協(xié)調(diào)的潛力，802.11be TG同意支持以下三種方案：
協(xié)調(diào)OFDMA：在802.11be中，獲得TXOP的AP將能夠與一組相鄰的AP共享其20 MHz信道的倍數(shù)頻率資源。為了效率，共享AP可以請求相鄰AP報告其資源需求。
單用戶和多用戶聯(lián)合傳輸：向其連接的STA發(fā)送數(shù)據(jù)需要AP綁定其相位同步錯誤和定時偏移。在考慮這些偏差的合理范圍時，發(fā)現(xiàn)在有足夠的回程的前提下，聯(lián)合傳輸可帶來增益。由于協(xié)作AP需要來自相關(guān)和非相關(guān)STA的CSI，802.11be將定義聯(lián)合多AP探測方案。這樣，AP將同時發(fā)送其探測幀，并且尋址的STA將傳送所有AP的CSI反饋。
協(xié)調(diào)波束形成：該技術(shù)利用現(xiàn)代多天線AP在空間上多路復(fù)用其STA的能力，同時將輻射零點聯(lián)合放置到相鄰的非關(guān)聯(lián)STA或從相鄰STA放置輻射零點。雖然控制輻射零點所需的CSI可以通過上述聯(lián)合多AP探測方案獲得，但CBF也可以利用更簡單的順序探測程序，這將成為802.11be一部分。此外，CBF不需要聯(lián)合數(shù)據(jù)處理，因為每個STA向單個AP發(fā)送或從單個AP接收數(shù)據(jù)，因此顯著減少了回程所需要的w.r.t.聯(lián)合傳輸，這是因為CBF可以在保持復(fù)雜性的同時提供顯著的吞吐量和延遲增強，我們將在下一節(jié)中進一步探討它。
通過多AP協(xié)調(diào)波束形成增強空間復(fù)用
在802.11ax的基礎(chǔ)上，可靠性和低延遲功能的建立能夠促進向后兼容性、產(chǎn)品認(rèn)證和市場采用，這一事實上已經(jīng)達成了某種共識。為此，802.11ax中的參數(shù)化空間復(fù)用（PSR）是一個吸引人的模塊，因為它允許不同BSS的設(shè)備之間進行動態(tài)協(xié)作。接下來，我們將介紹PSR框架，討論其優(yōu)缺點，并解釋如何通過多AP協(xié)調(diào)來擴展它，從而在802.11be中抑制延遲并提高可靠性。
A. 802.11ax中的參數(shù)化空間復(fù)用
在PSR中，需要執(zhí)行上行鏈路接收的AP可通過觸發(fā)幀向重疊BSS（OBSS）提供TXOP。在其基本形式中，觸發(fā)幀可被視為調(diào)度授權(quán)，為后續(xù)上行鏈路傳輸提供信息和定時。當(dāng)啟用PSR時，在它們滿足某些干擾條件下，AP可利用觸發(fā)幀邀請OBSS設(shè)備在其上行鏈路接收的同時復(fù)用頻譜。
為了提供對PSR框架的更詳細(xì)的描述，讓我們來看圖2（a）與兩個BSS的例子，其中：
BSS1由AP1, STA11, 和STA12組成；其中BSS2 包含AP2, STA21, STA22和STA23。
圖2（b）展示了在獲得信道接入之后，AP1如何通過發(fā)送觸發(fā)幀來啟動PSR處理。此觸發(fā)器框架具有雙重功能：
傳送其相關(guān)聯(lián)的STA11和STA12的上行鏈路傳輸所需的同步和調(diào)度信息；以及
向OBSS設(shè)備宣傳空間復(fù)用機會，該機會跨越AP1的后續(xù)上行鏈路數(shù)據(jù)來接收。
為了保證利用空間復(fù)用機會的傳輸不會影響AP1,的上行鏈路數(shù)據(jù)接收，觸發(fā)幀會包含PSR字段。該字段包含以下信息：i）AP1,在不影響其上行鏈路接收的情況下可接收的最大干擾電平；ii）AP1,的發(fā)射功率，以便于干擾計算。在接收到觸發(fā)幀后，OBSS設(shè)備測量其接收的功率電平，并基于PSR字段中提供的信息，確定它們是否可以訪問介質(zhì)以及使用何種發(fā)射功率。
在圖2（b）的示例中，STA21, STA22 和STA23都具有要發(fā)送的上行鏈路數(shù)據(jù)。然而，只有STA21, STA22能夠獨立地確定它們可以競爭介質(zhì)。不幸的是，STA23無法競爭信道接入，因為它靠近AP1，無法滿足后者設(shè)置的干擾條件。最終的結(jié)果是，STA21首先訪問信道以發(fā)送其短包，確保在由AP1觸發(fā)的上行鏈路傳輸?shù)某掷m(xù)時間內(nèi)接收到相應(yīng)的確認(rèn)（ACK）幀。只要這種持續(xù)時間允許，STA22也將有機會重新爭奪信道并進行傳輸。
1.PSR的優(yōu)點：總體而言，得益于PRS框架，AP和STA可以獲得通道訪問這提高了空間復(fù)用，進而：
增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量，因為它允許更多的并發(fā)傳輸；
增加STA文件吞吐量，因為STA在競爭中花費的時間更少；重要的是，
減少延遲，因為具有時間敏感短文件流量的STA可能不需要等到寬帶STA終止其長時間傳輸。在圖2中，STA21, STA22的情況即是如此。
2.PSR的挑戰(zhàn)：雖然PSR框架允許更大的空間復(fù)用，但在802.11be的研究中發(fā)現(xiàn)了兩個挑戰(zhàn)：
利用空間復(fù)用機會的設(shè)備必須降低其發(fā)射功率以限制產(chǎn)生的干擾。在一些情況下，對于圖2中的STA21, STA22，這會轉(zhuǎn)化為吞吐量的降低。在其他情況下，對于STA23，設(shè)備甚至無法訪問空間復(fù)用機會，因為其最大允許發(fā)射功率不足以到達其接收器。
利用空間復(fù)用機會的設(shè)備不知道并且不能控制其各自接收機感知到的干擾。在圖2中，這意味著如果STA21, STA22靠近AP2，則從STA21, STA22到AP2的上行鏈路傳輸可能失敗，因為AP2將從STA21, STA22接收到不可忽略的干擾量。
上述兩個缺點妨礙了現(xiàn)有PSR框架在各種設(shè)置中的有效性。其中包括高密度場景，或者設(shè)備處理對延遲敏感的數(shù)據(jù)流量，無法承受傳輸故障或過多的通道訪問等待時間的場景。
圖3：協(xié)調(diào)波束形成協(xié)議的圖示。
B. 802.11be中的協(xié)調(diào)波束形成
802.11be旨在通過CBF將現(xiàn)有的空間復(fù)用能力提升到一個全新的水平，即通過讓協(xié)作AP抑制空間域中的傳入OBS干擾。最近的實驗研究表明，與單天線系統(tǒng)相比，服務(wù)于一個STA的四天線AP能夠抑制對相鄰鏈路的高達10 db的干擾?；谶@些結(jié)果，我們現(xiàn)在詳細(xì)介紹一個通過在PSR框架上順利構(gòu)建來實現(xiàn)CBF的說明性協(xié)議。
讓我們來看圖3（a）的上行鏈路傳輸方案。該設(shè)置類似于圖2（a），但AP1 和AP2現(xiàn)在配備有八個天線。所提出的CBF協(xié)議有三個階段，其中前兩個階段對于目前在802.11be中討論的CBF和聯(lián)合傳輸實現(xiàn)是通用的，在圖3（b）中的展示和描述如下。
1.多AP協(xié)調(diào)：在此階段，兩個或多個協(xié)作AP交換控制幀有兩個目的：
協(xié)調(diào)集的建立和維護：為了使CBF有效，AP需要與OBSS STA通信，例如獲取必要的CSI，以便在特定空間位置放置輻射零點。為此，在協(xié)作AP之間定義BSS間協(xié)調(diào)集，該協(xié)調(diào)集必須包含參與CBF傳輸?shù)乃蠥P和STA的ID。這些ID可以由所有相關(guān)設(shè)備保存在內(nèi)存中，而不會像傳統(tǒng)的那種丟棄由其協(xié)調(diào)集中包括的OBSS設(shè)備生成的相關(guān)幀。一旦定義，BSS間協(xié)調(diào)集能夠以半靜態(tài)方式更新（即在數(shù)十個或數(shù)百個TXOP之后）。
后續(xù)空間重用機會的動態(tài)協(xié)調(diào)：一旦AP1獲得TXOP，它需要通告?zhèn)魅氲纳闲墟溌酚|發(fā)傳輸，并與其協(xié)調(diào)集中的設(shè)備一起，確定哪些STA將參與后續(xù)CSI采集和數(shù)據(jù)通信階段。在圖3（b）的示例中，AP2回復(fù)由AP1發(fā)送的動態(tài)協(xié)調(diào)幀，指示其哪個STA將最受益于被授予安全的空間復(fù)用機會，例如STA21 和STA22。
2.CSI獲?。涸诖穗A段，由于之前的協(xié)調(diào)，AP1和AP2都只從相關(guān)的BSS內(nèi)部和OBS設(shè)備獲取CSI。為了在隨后的通信階段設(shè)計用于空間復(fù)用和雙向干擾抑制的濾波器，這種CSI是必要的。重要的是，隨著OBSS設(shè)備被尋址以獲取CSI，它們意識到OBSS AP將很快為它們提供具有更有利信道接入條件的空間復(fù)用機會。由于不需要新的特定信令來觸發(fā)數(shù)據(jù)通信，因此802.11ax觸發(fā)幀可用于此目的。這給傳統(tǒng)的STA帶來了明顯的好處，它可以以無縫的方式繼續(xù)應(yīng)用802.11ax的傳統(tǒng)PSR框架。
3.數(shù)據(jù)通信：前兩個階段的實施解決了前一節(jié)中強調(diào)的802.11ax PSR框架的兩個基本挑戰(zhàn)，使得來自STA21, STA22 和STA23的空間復(fù)用傳輸更有可能在不利條件下成功。這是因為：
STA21, STA22甚至STA23更有可能找到空間復(fù)用機會并使用其最大傳輸功率。這要歸功于由AP1執(zhí)行的空間干擾抑制，其有助于發(fā)布關(guān)于相關(guān)OBSS設(shè)備的信道接入條件的寬松消息。
AP2現(xiàn)在能夠抑制由STA11 和STA12產(chǎn)生的傳入干擾，同時接收來自STA21, STA22和STA2的上行鏈路傳輸。
802.11BE協(xié)調(diào)波束形成的性能
現(xiàn)在，我們對上一節(jié)中描述的CBF方案提供的延遲增強進行量化。有了這個目標(biāo)，我們考慮部署2個頂置式的AP，每個配備8個天線和24個STA，它們均勻分布35m*20m*3m的室內(nèi)。在這24個STA中，16個STA生成上行寬帶流量，其余8個STA生成上行延遲敏感的增強現(xiàn)實流量。由于我們的主要目標(biāo)是保證增強現(xiàn)實業(yè)務(wù)的按時交付，因此授予空間復(fù)用機會的AP將抑制來自相鄰增強現(xiàn)實STA的干擾，這些STA產(chǎn)生的干擾最強，通常與位于最近位置的STA相對應(yīng)。本節(jié)中的結(jié)果是復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)中的系統(tǒng)級模擬的結(jié)果，表1詳細(xì)列出了其基本設(shè)置。感興趣的讀者可以在其中找到全套模擬參數(shù)。
圖4表示增強現(xiàn)實STA在三種不同設(shè)置下經(jīng)歷的中值：5%、1%和0:01%最差MAC層延遲：
表一：系統(tǒng)級仿真參數(shù)
圖4：增強現(xiàn)實STA經(jīng)歷的中值和最壞情況延遲（ms）。評估了三個系統(tǒng)：1）無空間重用的IEEE 802.11ax，2）具有PSR功能的IEEE 802.11ax，以及3）具有CBF功能的IEEE 802.11be系統(tǒng)。
不具備空間復(fù)用能力的IEEE 802.11ax設(shè)備設(shè)置：圖4的結(jié)果表明，基于IEEE 802.11的系統(tǒng)可能能夠提供低延遲，但在最壞的情況下難以保持一致的性能。事實上，我們可以觀察到，在所考慮的場景中，大約50%的時間延遲保持在3ms以下，但在0.01%的最壞情況下，延遲會顯著增加到200ms以上。這主要是由于隨機信道訪問機制的綜合影響以及導(dǎo)致重傳的沖突。
具有支持PSR的IEEE 802.11ax設(shè)備的設(shè)置：圖4說明了PSR的實現(xiàn)無益于大幅減少最壞情況下的延遲。這是因為，與圖2中的STA23類似，在所考慮的密集場景中，增強現(xiàn)實STA與其相鄰AP的距離不夠遠(yuǎn)。這會阻止這些對延遲敏感的STA發(fā)現(xiàn)空間復(fù)用機會，因為它們?yōu)榉乐褂泻Ω蓴_而需要遵守的信道訪問條件過于嚴(yán)格，詳見第4.2節(jié)。
實現(xiàn)前一節(jié)中描述的IEEE 802.11be CBF方案的設(shè)備設(shè)置：圖4的結(jié)果說明了與其他IEEE 802.11ax系統(tǒng)相比，所提出的方案如何大幅降低了最壞情況下的延遲。事實上，我們可以觀察到，具有多AP協(xié)調(diào)能力的系統(tǒng)相對于具有PSR能力的系統(tǒng)將0.01%的最壞情況延遲降低了9倍。這種顯著的性能增強是i）增強現(xiàn)實STA由于其寬松的信道接入條件而發(fā)現(xiàn)的大量空間復(fù)用機會，以及ii）在空間域中提供的OBSS干擾緩解的直接結(jié)果，它最大限度地提高了執(zhí)行成功數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C會。
應(yīng)注意，對于評估中的三個系統(tǒng)，寬帶STA的吞吐量大致保持不變。
結(jié)論
下一代WiFi將開啟對千兆、高可靠性和低延遲通信的訪問，通過數(shù)字增強重塑制造業(yè)和社會互聯(lián)。在本文中，我們詳細(xì)介紹了IEEE 802.11be為實現(xiàn)WIFI 7所采取的步驟、其技術(shù)特性的最新協(xié)議以及最新的時間表。我們通過多AP協(xié)調(diào)波束形成、共享實現(xiàn)細(xì)節(jié)和符合標(biāo)準(zhǔn)的模擬來說明空間復(fù)用的重要性。未來，還需要進一步研究，將這些技術(shù)融入對時間敏感的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使無線成為我們家庭和工業(yè)的新型有線網(wǎng)絡(luò)。
備注：本文原文《IEEE 802.11be: Wi-Fi 7 Strikes Back》，原作者：Adrian Garcia-Rodriguez, David Lopez-P ? ?erez, Lorenzo Galati-Giordano, and Giovanni Geraci，特此感謝！