前面我們介紹了 802.11 b/g/n 的一些核心技術(shù)和基礎(chǔ)概念，本章將介紹目前比較新的 WiFi5 和 WiFi6，以及在今年會(huì)發(fā)布的 WiFi7。

liwen01 2024.09.08

前言

經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，WiFi 在硬件能力、軟件和算法、頻譜資源、市場(chǎng)需求、電源與能效方面都有了很大的提升。所以我們能看到從最開始只有幾 M 速率的 802.11b，發(fā)展到現(xiàn)在幾十 G 速率的 WiFi6，WiFi7。

前面我們介紹了 802.11 b/g/n 的一些核心技術(shù)和基礎(chǔ)概念，本章將介紹目前比較新的 WiFi5 和 WiFi6，以及在今年會(huì)發(fā)布的 WiFi7。

• WiFi4 (802.11n，2009)：首次引入 MIMO 和 40 MHz 頻寬，基礎(chǔ)的高效無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。
• WiFi5 (802.11ac，2013)：更高數(shù)據(jù)速率，專注于 5 GHz 頻段，適合高清流媒體和在線游戲。
• WiFi6 (802.11ax,2019)：更高效率，適合密集設(shè)備環(huán)境，支持更低的延遲和更高的節(jié)能表現(xiàn)。
• WiFi7 (802.11be，2024)：預(yù)計(jì)今年(2024)會(huì)發(fā)布的新一代標(biāo)準(zhǔn)，提供超高數(shù)據(jù)速率，支持更高帶寬需求。

我們先回顧一下上一章已介紹過(guò)的 WiFi4，后面介紹的 WiFi5、WiFi6、WiFi7 實(shí)際也是從 WiFi4 基礎(chǔ)上迭代發(fā)展出來(lái)的，它們也都支持向下兼容。

本章涉及到比較多之前已介紹過(guò)的知識(shí)，這里只進(jìn)行概括描述，詳細(xì)介紹可以參考前面文章：

《wifi基礎(chǔ)(一)：無(wú)線電波與WIFI信號(hào)干擾、衰減》
《WiFi基礎(chǔ)(二)：最新WiFi信道、無(wú)線OSI模型與802.11b/g/n》

(一) 802.11n (WiFi4)

(1) OFDM

OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)，將信號(hào)分成多個(gè)窄帶子載波，每個(gè)子載波獨(dú)立調(diào)制。子載波之間是相互正交的，避免了相互干擾。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 抗多徑干擾能力強(qiáng)，特別適用于室內(nèi)無(wú)線環(huán)境。
2. 頻譜效率高，能夠在有限頻譜內(nèi)傳輸更高的數(shù)據(jù)速率。

缺點(diǎn)：

1. 對(duì)頻率偏移和相位噪聲敏感。
2. 實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要精確的同步。

(2) FEC

FEC (Forward Error Correction) 前向糾錯(cuò)技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中增加冗余信息，以便在接收端進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和修正，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

優(yōu)點(diǎn)：

1. 提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕档椭貍髀省?/li>
2. 提高了在信道質(zhì)量較差情況下的通信質(zhì)量。

缺點(diǎn)：

1. 增加了數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度和編碼復(fù)雜度。
2. 導(dǎo)致帶寬開銷增加。

(3) MIMO

MIMO (Multiple Input Multiple Output) 技術(shù)通過(guò)在發(fā)送端和接收端使用多個(gè)天線來(lái)同時(shí)傳輸和接收多路數(shù)據(jù)流，從而顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 大幅提高了數(shù)據(jù)傳輸速率 (通過(guò)空間復(fù)用)。
2. 增強(qiáng)了信號(hào)覆蓋范圍和信道容量。

缺點(diǎn)：

1. 實(shí)現(xiàn)成本較高，需要額外的硬件支持 (如多天線)。
2. 天線之間的相互干擾可能會(huì)降低性能。

(4) Short GI

Short GI (Short Guard Interval) 是指將 OFDM 符號(hào)之間的保護(hù)間隔 (Guard Interval) 從標(biāo)準(zhǔn)的 800ns 縮短為 400ns。保護(hù)間隔用于減少符號(hào)間干擾。

優(yōu)點(diǎn)： 縮短保護(hù)間隔可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率 (提高約 11%)。

缺點(diǎn)： 短保護(hù)間隔在多徑效應(yīng)嚴(yán)重的環(huán)境中可能會(huì)導(dǎo)致符號(hào)間干擾，反而降低性能。

(5) 40 MHz 頻寬

802.11n 支持將兩個(gè) 20 MHz 的頻段合并為一個(gè) 40 MHz 的頻段，從而提高數(shù)據(jù)傳輸帶寬和速率。

優(yōu)點(diǎn)： 通過(guò)增大頻寬，數(shù)據(jù)傳輸速率可以翻倍。

缺點(diǎn)：

1. 在 2.4 GHz 頻段上，40 MHz 頻寬容易導(dǎo)致與其他設(shè)備 (如藍(lán)牙設(shè)備、微波爐)發(fā)生干擾，特別是在頻譜資源緊張的環(huán)境中。
2. 可能影響其他使用相鄰頻段的無(wú)線設(shè)備的正常工作。

通過(guò)這些技術(shù)，802.11n 在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了比之前標(biāo)準(zhǔn)更高的吞吐量和更穩(wěn)定的連接，但也面臨著復(fù)雜性增加和部分場(chǎng)景中干擾增加的問(wèn)題。

(6) WiFi4 最大速率

數(shù)據(jù)子載波數(shù) x 每個(gè)符號(hào)傳輸比特?cái)?shù) x 載波編碼率 x 符號(hào)速率 x MIMO = 最大理論速率

108 * 6bit * 5/6 * 277.778 ksps *4 = 600Mbps

(二) 802.11ac(WiFi5)

WiFi5 只支持 5GHz 頻段，與 WiFi4 相比，有一個(gè)大的突破是使用了 MU-MIMO 技術(shù)。

(1) MU - MIMO 技術(shù)

(a) MIMO 基本原理

MIMO 通過(guò)使用多個(gè)天線在發(fā)送端和接收端同時(shí)發(fā)送和接收多路數(shù)據(jù)流，來(lái)增加數(shù)據(jù)傳輸速率和信號(hào)覆蓋范圍。

在傳統(tǒng)的單用戶 MIMO (SU-MIMO)中，一次只能為一個(gè)設(shè)備 (用戶)提供多路數(shù)據(jù)流，所有的天線資源只服務(wù)于一個(gè)設(shè)備。

(b) MU-MIMO 的原理

MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) 是 MIMO 的多用戶版本，它允許路由器 (AP) 使用多個(gè)天線同時(shí)向多個(gè)設(shè)備 (用戶) 傳輸數(shù)據(jù)。這種方式顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)能力和頻譜利用效率。

(c) 如何工作

• 多個(gè)數(shù)據(jù)流：MU-MIMO 能夠同時(shí)向多個(gè)設(shè)備發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流，而不是像 SU-MIMO 那樣一次只能向一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)流。

• 分配天線資源：MU-MIMO 技術(shù)根據(jù)設(shè)備的需求和信道狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地分配天線資源，使得多個(gè)設(shè)備可以同時(shí)利用無(wú)線帶寬。

• 空間分集：利用空間分集技術(shù)，MU-MIMO 可以區(qū)分和識(shí)別空間中不同用戶設(shè)備的信號(hào)，避免相互干擾。

(d) 優(yōu)點(diǎn)

提高效率：MU-MIMO 能夠同時(shí)為多個(gè)設(shè)備提供數(shù)據(jù)服務(wù)，避免了設(shè)備之間的競(jìng)爭(zhēng)，減少了空閑時(shí)間和通信延遲，尤其在高密度設(shè)備環(huán)境下 (如家庭、辦公場(chǎng)所、公共場(chǎng)所)表現(xiàn)尤為明顯。

增加吞吐量：通過(guò)多設(shè)備同時(shí)傳輸，MU-MIMO 提高了總體的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，使得更多設(shè)備能夠獲得穩(wěn)定的高數(shù)據(jù)速率。

改善用戶體驗(yàn)：減少了由于設(shè)備增多而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題，特別是在多設(shè)備同時(shí)進(jìn)行高帶寬需求操作 (如視頻流、在線游戲)時(shí)效果顯著。

(e) 限制和挑戰(zhàn)

設(shè)備支持：MU-MIMO 需要路由器和客戶端設(shè)備 (如手機(jī)、平板、筆記本電腦)同時(shí)支持該技術(shù)。如果客戶端不支持 MU-MIMO，無(wú)法受益于該技術(shù)。

物理限制：MU-MIMO 的性能受限于設(shè)備的天線數(shù)量、天線間隔、以及環(huán)境的多徑效應(yīng)。一般家庭路由器可能只能同時(shí)支持2-4個(gè)設(shè)備的MU-MIMO。

復(fù)雜度：由于需要同時(shí)管理多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)流，MU-MIMO 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高，尤其是在動(dòng)態(tài)環(huán)境中，信道狀態(tài)會(huì)隨時(shí)變化，需要更復(fù)雜的算法來(lái)維持高效傳輸。

(f) 與 SU-MIMO 的比較

SU-MIMO：一次只能為一個(gè)用戶提供多路數(shù)據(jù)流，適合單個(gè)設(shè)備高速傳輸。

MU-MIMO：能夠同時(shí)為多個(gè)用戶提供多路數(shù)據(jù)流，更加高效地利用無(wú)線資源，適合多設(shè)備并發(fā)環(huán)境。

WiFi5 Wave2 因?yàn)槭褂昧?MU-MIMO, 實(shí)現(xiàn)了 WiFi 從 1 對(duì) 1 的傳輸，跨越到 1 對(duì)多的傳輸，但是這里需要注意，在WiFi5 Wave2 中，只支持下行方向的 MU-MIMO 。

(2) 802.11Wave1 速率計(jì)算

Wave1 與 WiFi 相比，使用了 256-QAM 編碼，也就是每個(gè)符號(hào)可以傳輸 8bit 數(shù)。信道綁定由原來(lái)的 40MHz，現(xiàn)在提升到了 80MHz，數(shù)據(jù)子載波數(shù)提升到了 234 個(gè)。

數(shù)據(jù)子載波數(shù) x 每個(gè)符號(hào)傳輸比特?cái)?shù) x 載波編碼率 x 符號(hào)速率 x MIMO = 最大理論速率

234 * 8bit * 5/6 * 277.778 ksps *3 = 1300Mbps

(3) 802.11Wave2 速率計(jì)算

Wave 2 可以最大支持 160MHz 的帶寬，數(shù)據(jù)子載波的數(shù)量有 468 個(gè)，空間流由 wave1 的 3 個(gè)提升到了 4 個(gè)。

數(shù)據(jù)子載波數(shù) x 每個(gè)符號(hào)傳輸比特?cái)?shù) x 載波編碼率 x 符號(hào)速率 x MIMO = 最大理論速率

468 * 8bit * 5/6 * 277.778 ksps *4 = 3466.67Mbps

在最新的一些資料上看，WiFi5 wave1 可以支持到 3.47Gbps， wave2 可以支持到最大速率 6.9Gbps。主要是支持的空間流數(shù)的增加和信道帶寬的增加。

最大速率是需要 AP 和 STA 都要支持對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并且有對(duì)應(yīng)的硬件支持(比如天線個(gè)數(shù))，如果 AP 有多天線且運(yùn)行 802.11ac 協(xié)議，但 STA 只支持 802.11n，并且只有單天線，那最大也就只能支持一個(gè)空間流，實(shí)際最大速率與理論最大速率之間會(huì)有很大的差異。

(4)  802.11 Wave2 跨信道綁定

我們看到 802.11ac Wave2 中，提供的信道有一個(gè) 80+80 的信道，它表示可以將不相鄰的兩個(gè) 80MHz 信道進(jìn)行聚合綁定，使信道頻寬變得更寬更靈活。該技術(shù)也應(yīng)用到了后面更新的 WiFi6 和 WiFi7 標(biāo)準(zhǔn)中。

(三) 802.11ax (WiFi6)

WiFi6 是現(xiàn)在正在逐漸推廣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它同時(shí)支持 2.4GHz 和 5GHz 頻段。與 WiFi4 和 WiFi5 相比，WiFi6 的關(guān)鍵技術(shù)有：1024QAM、OFDMA多址，上下行MU-MIMO，空間復(fù)用、TWT 技術(shù)。

(1) OFDMA多址技術(shù)

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access 正交頻分多址) 用于將無(wú)線信道劃分為多個(gè)子信道 (也稱為子載波)，每個(gè)子信道可以被不同的用戶同時(shí)使用。

這種技術(shù)在4G LTE 網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在也被引入到了 WiFi 中，以提高網(wǎng)絡(luò)效率。

(a) OFDMA的工作原理:

信道劃分： 在OFDMA中，整個(gè) WiFi 信道被劃分為多個(gè)較窄的子信道 (子載波)，每個(gè)子載波可以攜帶一部分?jǐn)?shù)據(jù)。

用戶分配： 不同的用戶可以同時(shí)使用這些子載波進(jìn)行通信。例如，一個(gè)用戶可以使用某些子載波，而另一個(gè)用戶可以使用其他子載波，這樣可以在同一時(shí)刻支持多個(gè)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

提高效率： 通過(guò)允許多個(gè)用戶共享同一信道，OFDMA 減少了信道的閑置時(shí)間，并提高了頻譜利用率。這對(duì)于高密度環(huán)境 (如體育場(chǎng)、會(huì)議室等) 尤為重要，因?yàn)樗茱@著減少用戶之間的干擾和競(jìng)爭(zhēng)。

(b) OFDMA的優(yōu)勢(shì)

低延遲： OFDMA 減少了用戶之間的競(jìng)爭(zhēng)，因此可以降低網(wǎng)絡(luò)延遲，特別是在高流量環(huán)境下。

高效頻譜利用： 通過(guò)靈活地分配子載波，OFDMA 能夠更高效地利用頻譜資源，避免信道資源的浪費(fèi)。

更好的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)： OFDMA 允許網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需求分配資源，從而可以為不同的應(yīng)用提供更好的服務(wù)質(zhì)量，如流媒體、視頻會(huì)議等。

支持更多用戶： OFDMA 使得 802.11ax 能夠支持更多的并發(fā)用戶，而不會(huì)顯著降低每個(gè)用戶的帶寬。

(2) 空間復(fù)用

空間復(fù)用 (Spatial Reuse) 是利用空間分隔來(lái)增加同一頻譜資源使用效率的技術(shù)。具體而言，它允許多個(gè)設(shè)備在同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)同一信道進(jìn)行通信，只要這些設(shè)備之間的物理距離足夠遠(yuǎn)，不會(huì)相互干擾。

(a) 空間復(fù)用的工作原理

(I) BSS Coloring：

BSS (基本服務(wù)集)：在 WiFi 網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)接入點(diǎn) (AP)及其關(guān)聯(lián)的設(shè)備形成一個(gè)BSS。傳統(tǒng) WiFi 網(wǎng)絡(luò)中，如果相鄰的 BSS 使用相同的信道，它們之間的信號(hào)會(huì)相互干擾，導(dǎo)致設(shè)備不得不等待信道空閑。

BSS Coloring：WiFi6 通過(guò)引入BSS Coloring (BSS上色)技術(shù)來(lái)區(qū)分相鄰的 BSS。每個(gè) BSS 可以被賦予一個(gè)“顏色”，以幫助設(shè)備識(shí)別信號(hào)是否來(lái)自同一 BSS 。如果信號(hào)來(lái)自不同的 BSS 且干擾較小，設(shè)備仍然可以傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。

(II) 目標(biāo)信噪比 (SNR)調(diào)整：

傳統(tǒng)的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備會(huì)通過(guò)檢測(cè)信道上的能量水平來(lái)決定是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)。如果檢測(cè)到某個(gè)信號(hào)能量超過(guò)一定閾值，就認(rèn)為信道被占用。

在 WiFi6 中，通過(guò)調(diào)節(jié)信噪比閾值，允許設(shè)備在感知到相對(duì)較弱的干擾信號(hào)時(shí)繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。這種調(diào)整使得空間復(fù)用變得更加有效。

(III) 靈活的頻譜使用：

WiFi6 允許更靈活的頻譜使用，能夠根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整。這意味著在同一信道上，多個(gè) AP 可以更高效地分配資源，減少因相互干擾而導(dǎo)致的頻譜浪費(fèi)。

(b) 空間復(fù)用的優(yōu)勢(shì)

提高網(wǎng)絡(luò)容量：空間復(fù)用通過(guò)允許更多的設(shè)備同時(shí)在同一信道上進(jìn)行通信，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的總體容量。

減少等待時(shí)間：由于設(shè)備可以更頻繁地訪問(wèn)信道，因此可以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡却龝r(shí)間，提升整體網(wǎng)絡(luò)效率。

優(yōu)化高密度環(huán)境：在用戶設(shè)備密集的場(chǎng)景 (如大型會(huì)議、體育場(chǎng)等)，空間復(fù)用能夠顯著減少干擾，提高每個(gè)用戶的體驗(yàn)。

(3) TWT 目標(biāo)喚醒時(shí)間技術(shù)

TWT (Target Wake Time) 允許設(shè)備與接入點(diǎn) (AP) 之間協(xié)商喚醒時(shí)間，從而減少設(shè)備的電池消耗。TWT 是 WiFi 6 引入的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，它在節(jié)能和網(wǎng)絡(luò)效率方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

工作原理：

時(shí)間協(xié)商：設(shè)備和 AP 協(xié)商一個(gè) TWT 協(xié)議，確定設(shè)備何時(shí)可以進(jìn)入休眠模式，以及何時(shí)需要喚醒以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。這個(gè)協(xié)商可以根據(jù)設(shè)備的使用模式、數(shù)據(jù)傳輸需求和電源管理策略進(jìn)行定制。

節(jié)能：通過(guò) TWT，設(shè)備可以在不需要頻繁通訊的情況下長(zhǎng)時(shí)間保持休眠狀態(tài)，僅在預(yù)定的時(shí)間喚醒以處理數(shù)據(jù)。這大大減少了設(shè)備的功耗，特別是對(duì)于電池供電的設(shè)備如手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器等。

減少干擾：TWT 還可以減少不同設(shè)備之間的信號(hào)干擾。因?yàn)樵O(shè)備在不同的時(shí)間段內(nèi)喚醒和傳輸數(shù)據(jù)，多個(gè)設(shè)備不會(huì)在同一時(shí)間段爭(zhēng)搶無(wú)線信道，從而提高了整體網(wǎng)絡(luò)的效率。

TWT 的類型

TWT 可以分為以下兩種類型：

單個(gè)TWT：在這種模式下，設(shè)備和 AP 協(xié)商一個(gè)單獨(dú)的喚醒時(shí)間表。例如，設(shè)備可能每隔一段時(shí)間喚醒一次，以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。

廣播TWT：在廣播 TWT 模式下，AP 可以向多個(gè)設(shè)備發(fā)送一個(gè)統(tǒng)一的 TWT 調(diào)度表。這樣多個(gè)設(shè)備可以在相同的時(shí)間段內(nèi)喚醒，進(jìn)行同步的數(shù)據(jù)傳輸。

TWT 的應(yīng)用場(chǎng)景

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備： 許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)且偶爾傳輸少量數(shù)據(jù)，TWT 技術(shù)可以顯著延長(zhǎng)這些設(shè)備的電池壽命。

移動(dòng)設(shè)備： 智能手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備可以通過(guò) TWT 在 WiFi連接期間節(jié)省電量，尤其是在后臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸較少的情況下。

(4) WiFi6 的優(yōu)勢(shì)

WiFi6 與 WiFi5 相比，在大帶寬、高并發(fā)、低延時(shí)、低功耗方面都有大幅度的提升。

大帶寬：WiFi6 可以支持到 160MHz 頻寬的信道綁定，使用 1024-QAM 的編碼，最大支持 8 路空間流，使 WiFi6 的理論最大速率達(dá)到了 9.6Gbps

高并發(fā)：支持上下行 MU-MIMO 與上下行 OFDMA 兩種多用戶傳輸技術(shù)，減少多用戶并行傳輸時(shí)的信道開銷，提升多用戶場(chǎng)景下的空間信道利用率，另外 WiFi6 每個(gè) AP 支持 1024 個(gè)終端接入。

低延時(shí)：通過(guò) OFDMA 和 MU-MIMO 技術(shù)減少了設(shè)備之間的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間，從而加快了數(shù)據(jù)傳輸速度。

低功耗：通過(guò) TWT 和 Beamforming(波束成形) 技術(shù)，減少設(shè)備喚醒次數(shù)和優(yōu)化信號(hào)傳輸來(lái)降低 STA 設(shè)備端的功耗。

WiFi6 與移動(dòng)通訊中的 5G 非常類似，正逐漸地被推廣使用。

(四) 802.11be (WiFi7)

(1) WiFi7 的關(guān)鍵技術(shù)

(a) 更寬的信道帶寬

320MHz帶寬：WiFi7 支持 320 MHz的超寬信道帶寬，相較于 WiFi6 的最大 160 MHz，帶寬翻倍。這種帶寬的擴(kuò)展使得數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。

信道聚合：WiFi7 支持將多個(gè)非連續(xù)頻段聚合為一個(gè)邏輯信道，從而進(jìn)一步提高帶寬利用率。

(b) 更高階的調(diào)制技術(shù)

4096-QAM (4K-QAM)：WiFi7 引入了更高階的調(diào)制方式 4096-QAM，相比 WiFi6 的 1024-QAM，數(shù)據(jù)密度增加了 20%。這意味著在相同信道條件下，WiFi7 能夠傳輸更多數(shù)據(jù)，從而提升整體吞吐量。

(c) 多鏈路操作 (Multi-Link Operation, MLO)

多鏈路聚合：WiFi7 允許設(shè)備同時(shí)在多個(gè)頻段 (例如2.4 GHz、5 GHz和6 GHz)上傳輸數(shù)據(jù)，最大化帶寬利用率，并提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性和速度。

鏈路負(fù)載平衡：MLO技術(shù)還能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和干擾情況，動(dòng)態(tài)選擇最優(yōu)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少延遲和信道擁堵。

(d) 增強(qiáng)的 OFDMA 和 MU-MIMO

增強(qiáng)的 OFDMA (正交頻分多址)：WiFi7進(jìn)一步優(yōu)化了 OFDMA 技術(shù)，支持更多的子載波和更細(xì)粒度的頻譜分配，從而提高多用戶環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)效率。

MU-MIMO (多用戶多輸入多輸出)：WiFi7 支持 32 個(gè)空間流 (相比 WiFi6 的 8 個(gè))，這意味著能夠同時(shí)為更多設(shè)備提供高速連接，特別是在密集環(huán)境下。

(e) 極低延遲和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (Time-Sensitive Networking, TSN)

低延遲傳輸：WiFi7 通過(guò)改進(jìn)的調(diào)度算法和更靈活的頻譜管理，實(shí)現(xiàn)了極低的傳輸延遲，非常適合需要高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，如 AR/VR 和工業(yè)自動(dòng)化。

TSN 支持：WiFi7 引入了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)支持，能夠在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中提供類似于有線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間敏感數(shù)據(jù)傳輸，確保關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

(f) 改進(jìn)的BSS Coloring技術(shù)

增強(qiáng)的BSS Coloring：WiFi7 進(jìn)一步改進(jìn)了 BSS Coloring 技術(shù)，使其在高密度網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下更有效地減少干擾，并提高信道復(fù)用效率。

(2) WiFi7 的理論最大速率

通過(guò)上述技術(shù)的綜合應(yīng)用，WiFi7 的理論最大速率可以達(dá)到 46 Gbps，這是WiFi6最大速率的近5倍。這種速度提升主要得益于更寬的信道帶寬 (320 MHz)、更高階的調(diào)制 (4096-QAM) 和多鏈路操作 (MLO)等技術(shù)的結(jié)合。

(五) WiFi 依然面臨的問(wèn)題

雖然 WiFi 技術(shù)在不斷地發(fā)展，但是需要面對(duì)的問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越多。多用戶并發(fā)、視頻媒體重度發(fā)展、新老標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議并存、各式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì) WiFi 實(shí)時(shí)性、功耗的不同要求，等等。

(1) 信號(hào)干擾與擁堵：

隨著無(wú)線設(shè)備的普及，WiFi 信號(hào)的干擾會(huì)更加明顯，辦公區(qū)、商場(chǎng)、會(huì)展中心等環(huán)境經(jīng)常會(huì)遇到各種問(wèn)題，比如：能搜到 WiFi 熱點(diǎn)，但卻連接不上，就算連接上了，網(wǎng)速也很慢。

WiFi 熱點(diǎn)眾多，樓上樓下周圍鄰居間相互干擾，新老設(shè)備運(yùn)行不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，多用戶同時(shí)并發(fā)，導(dǎo)致信號(hào)干擾和擁堵明顯。

(2) 帶寬限制與速率瓶頸：

視頻媒體重度發(fā)展，對(duì)高帶寬、低延遲有極大的需求。盡管新的 WiFi 標(biāo)準(zhǔn) (如 WiFi6 和 WiFi7) 提供了更高的理論最大速率，但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，帶寬的限制和設(shè)備間的競(jìng)爭(zhēng)仍然可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)速度無(wú)法達(dá)到預(yù)期。

(3) 覆蓋范圍與信號(hào)衰減：

WiFi 信號(hào)的覆蓋范圍有限，尤其在有墻壁或其他障礙物的情況下，信號(hào)衰減顯著，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，需要通過(guò)增加路由器或使用中繼器來(lái)擴(kuò)展覆蓋范圍。

對(duì)于戶外高溫、雨淋等環(huán)境，對(duì)設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性要求又很高。

(4) 安全性問(wèn)題：

雖然 WiFi 安全性不斷提升 (例如 WPA3 標(biāo)準(zhǔn)) ，但仍然存在潛在的安全漏洞，如中間人攻擊、密碼破解等。此外，許多用戶在安全配置上意識(shí)不足，也可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)被未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備訪問(wèn)。

(5) 功耗與設(shè)備兼容性：

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及，WiFi 網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備類型和數(shù)量大幅增加。這些設(shè)備對(duì)功耗和兼容性的要求各不相同，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)效率降低或設(shè)備無(wú)法有效連接。

(6) 技術(shù)更新與過(guò)渡：

隨著 WiFi 技術(shù)的快速發(fā)展，新舊標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)渡帶來(lái)了一定的兼容性問(wèn)題。用戶可能需要更新硬件設(shè)備才能完全利用新標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，比如增加天線個(gè)數(shù)。

對(duì)于對(duì)成本敏感的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，它們奉行的原則大多都是夠用就好，所以這個(gè)技術(shù)過(guò)渡期會(huì)比較漫長(zhǎng)。

結(jié)尾

關(guān)于 802.11 WiFi 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單介紹到這里就結(jié)束了，下一章我們將介紹 WiFi 的工作原理，以及 WiFi 的接入過(guò)程分析。

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