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(bào)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)蚧纳鐣幸脖夭豢缮佟ｋm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(yùn)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(kuò)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(diǎn)，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(jìn)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(shí)現(xiàn)機(jī)械同步和實(shí)時控制。實(shí)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(jī)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(jì)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(yùn)行。與此同時，主要專家正在進(jìn)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(jì)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(bǔ)充提高峰值吞吐量的最吸引人的因素之一：多接入點(diǎn)（AP）協(xié)調(diào)波束形成（CBF）。特別地，我們闡明了其潛在實(shí)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(shí)的數(shù)字企業(yè)設(shè)置中獲得的延遲增益。
應(yīng)對高密度場景中更嚴(yán)格的要求是WiFi必須達(dá)到的最具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)之一。基于IEEE 802.11ax的最先進(jìn)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(jìn)一步的改進(jìn)。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。
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(hù)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(qiáng)制性協(xié)議，對總發(fā)射功率和功率譜密度進(jìn)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(jìn)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(yùn)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(kuò)展”。WiFi聯(lián)盟計(jì)劃在2021年初推出WiFi 6E認(rèn)證，預(yù)計(jì)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(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）用例。前者被視為實(shí)時應(yīng)用（包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲和云計(jì)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(shí)施時間以及相關(guān)和市場需求，將重點(diǎn)放在一組高優(yōu)先級的功能上。下一節(jié)將對此進(jìn)行詳細(xì)介紹。
當(dāng)前WiFi 7標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證和商業(yè)化時間表的圖示。
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。
如圖1所示，預(yù)計(jì)第一版（R1）特征在2021年5月到期時達(dá)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(jìn)一步對他們進(jìn)行擴(kuò)展和改進(jìn)。這些措施包括：（1）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(diǎn)（SAP）的設(shè)備。還引入了唯一標(biāo)識MLD管理實(shí)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(jìn)行幀交換的能力。此外，每個單獨(dú)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(jìn)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(jìn)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(dú)立的通道訪問，并保持其自身的電源狀態(tài)。為了促進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)，可以包括在R1中。在CSR中，已經(jīng)獲得傳輸機(jī)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(jī)會并減少沖突數(shù)量。（3）802.11ax的直接增強(qiáng)：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(jī)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。
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(jìn)展。主要特點(diǎn)如下：1.MIMO增強(qiáng)：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(dá)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(jìn)行中，它可以作為一種可選模式進(jìn)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(qiáng)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(shí)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(bào)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(diǎn)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(diǎn)。雖然控制輻射零點(diǎn)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?yàn)槊總€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?yàn)镃BF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(qiáng)，我們將在下一節(jié)中進(jìn)一步探討它。
通過多AP協(xié)調(diào)波束形成增強(qiáng)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(jìn)向后兼容性、產(chǎn)品認(rèn)證和市場采用，這一事實(shí)上已經(jīng)達(dá)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?yàn)樗试S不同BSS的設(shè)備之間進(jìn)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(diǎn)，并解釋如何通過多AP協(xié)調(diào)來擴(kuò)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(jī)會，該機(jī)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(jī)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(jì)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(dú)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?yàn)樗拷麬P1，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(jī)會重新爭奪信道并進(jìn)行傳輸。1.PSR的優(yōu)點(diǎn)：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(jìn)而：
增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量，因?yàn)樗试S更多的并發(fā)傳輸；
增加STA文件吞吐量，因?yàn)镾TA在競爭中花費(fèi)的時間更少；重要的是，
減少延遲，因?yàn)榫哂袝r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(jī)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(jī)會，因?yàn)槠渥畲笤试S發(fā)射功率不足以到達(dá)其接收器。
利用空間復(fù)用機(jī)會的設(shè)備不知道并且不能控制其各自接收機(jī)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?yàn)锳P2將從STA21, STA22接收到不可忽略的干擾量。
上述兩個缺點(diǎn)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。
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(shí)驗(yàn)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(dá)10 db的干擾。基于這些結(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(shí)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(shí)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(hù)：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(diǎn)。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(jī)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(jī)會，例如STA21 和STA22。
2.CSI獲取：在此階段，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(jì)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(jī)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(shí)施解決了前一節(jié)中強(qiáng)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?yàn)椋?/span>
STA21, STA22甚至STA23更有可能找到空間復(fù)用機(jī)會并使用其最大傳輸功率。這要?dú)w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(qiáng)進(jìn)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)流量。由于我們的主要目標(biāo)是保證增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的按時交付，因此授予空間復(fù)用機(jī)會的AP將抑制來自相鄰增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)STA的干擾，這些STA產(chǎn)生的干擾最強(qiáng)，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(qiáng)現(xiàn)實(shí)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：
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(shí)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(jī)信道訪問機(jī)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(shí)現(xiàn)無益于大幅減少最壞情況下的延遲。這是因?yàn)椋c圖2中的STA23類似，在所考慮的密集場景中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(jī)會，因?yàn)樗鼈優(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(shí)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(shí)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(qiáng)是i）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)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(jī)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(jī)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。
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(qiáng)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(shí)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(shí)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(jìn)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)。
轉(zhuǎn)載《半導(dǎo)體行業(yè)觀察》
