隨著4K和8K視頻、AR/VR、實時游戲、遠程辦公室和云計算等業務的廣泛應用，用戶對Wi-Fi技術的高吞吐量和低延遲提出了更高要求。Wi-Fi 7通過設計高效的PHY（物理層）和MAC（媒體訪問控制子層協議），進一步提升吞吐量和降低延遲，為實時業務提供技術支持。

為滿足高帶寬和低時延應用場景需求，802.11be Work Group探討了多種關鍵創新技術；為提高吞吐量，EHT（Extremely High Throughput）PHY采納了320MHz、16SS MU-MIMO、4096QAM技術，以及Multi-Link架構；為降低時延，從頻譜利用率、抗干擾、實時業務針對性調整技術等不同角度著手。

在頻譜利用率方面，探討了Multi-RU、HARQ等技術；在抗干擾方面，探討了Co-OFDMA、CSR等技術；在實時業務針對性調整技術方面，探討了借鑒IEEE 802 TSN（Time Sensitive Network）的適用性成果等技術。

PHY技術提升

Wi-Fi 7在PHY技術上的提升，是其提升吞吐率和降低時延的決定性因素。

寬達320MHz的帶寬

由于2.4GHz和5GHz的無許可頻譜有限且擁擠，EHT添加了新的帶寬模式，并可工作在6GHz頻段，包括連續320MHz、160+160MHz、240MHz、160+80MHz等配置。EHT設計有效的方法來提高寬帶和非連續帶寬的頻譜利用率，非連續帶寬有利于鄰居網絡的共存，在沒有連續頻譜的情況下可以提供較高的帶寬。Task Group 11be（TGbe）還考慮了頻帶聚合，即在不同頻率建立多個鏈路的聯合使用。

4096-QAM

在AP和唯一STA的天線數相同的場景，由于不能使用MU傳輸，此時提高提升帶寬的唯一有效方法是提高QAM調制星座。不過調制星座每增加一次，得到的增益就越小。1024-QAM比256-QAM僅增加了25%的名義數據率，而4096-QAM比1024-QAM只提高20%。

更有效的Preamble Puncturing格式和機制

在EHT中，改進了對MU PPDU的穿刺設計，并增加對SU PPDU的穿刺設計，這種增強提高了通道利用率，TGbe將前導穿刺擴展到320MHz頻帶。 Multi-RU 每個STA只分配一個RU會降低多樣性，而多樣性對實時業務RTA來說是很有效果的。802.11be支持為每個STA分配多個RU。多RU分配的主要缺點是實現和調度的復雜性，所以TGbe限制RU的組合種類。頻率分集提供增益比較小，所以RU組合盡量按大RU和小RU分別組合，以提高利用率。 Advanced PHY

TGbe還討論了自動重復請求（HARQ）、全雙工操作（FD）和非正交多址（NOMA）等多種Advanced PHY技術，在傳輸重試和在雙向同時傳輸的情況下，將顯著提高頻譜效率，但對應的代價是高昂的，是否會納入標準，尚需進一步評判。

MAC技術改進

Wi-Fi 7在MAC技術上的改進，進一步優化了Wi-Fi 7 PHY的提升效果。Wi-Fi 7的革命性變化之一是對多鏈路操作（Multi-link Operation）的本地支持，這有利于巨大的數據速率和極低的延遲，是滿足EHT高帶寬、低時延PAR（Project Authorization Request）要求的重要手段，能夠有效利用信道資源，并且在密集的部署中不會受到干擾。

Multi-link架構

802.11be引入了多鏈路設備的概念，它由幾個附屬Wi-Fi設備組成，每個設備都有一個到無線媒體的PHY接口，但有一個到LLC（Logical Link Control）層的單一接口。該解決方案簡化了分片和數據包的重組、重復檢測和動態鏈路切換。802.11be推薦了兩種Multi-band MAC架構，即獨立式MAC和分布式MAC。它將MAC分為Upper和Lower MAC層，前者支持大多數MAC操作（例如A-MSDU聚合/去聚合、序列/包號分配），后者支持少量的MAC操作（如MPDU報頭和循環冗余檢查注冊/驗證和MPDU聚合/去聚合），實現單流量ID和多流量ID的切換而不引起較大MAC開銷。

多鏈路信道訪問

多鏈路信道訪問通過多個鏈路異步訪問和傳輸數據，在2.4/5/6GHz不同的頻段內同時進行傳輸和接收。由于附屬設備的信道越近，傳輸附屬設備向其他設備的功率泄漏越強，這種干擾使同時的傳輸和接收能力復雜化，為此提出了同步傳輸方案，代價是信道訪問占比會下降并降低了吞吐量。跨附屬設備干擾的另一個方案是在預期接收機的傳輸過程中禁止傳輸。

多鏈路RTA（Real-Time Application）業務傳輸

由于信道的多樣性，多鏈路操作被認為是提高可靠性和降低延遲的一種有效方法。多鏈路操作的兩種模式：復制模式和聯合模式。在復制模式中，發射機通過多個鏈路發送每一幀的副本，一旦接收器獲得了一個幀，它就會丟棄以后交付的所有副本，顯著地提高了傳輸的魯棒性。在聯合模式下，發射機將數據幀分在多條鏈路上發送，不產生任何副本，這種模式減少了傳輸延遲。

Multi-AP

TGbe的目標是通過MAC層協議嚴格協調信道接入、傳輸調度和同一數據的聯合傳輸來提高網絡性能，考慮了協調（Coordinated）和聯合（Joint）兩種類型的Multi-AP系統。Coordinated系統通過單個AP發送/接收數據的每個部分，而Joint系統通過多個AP發送和接受數據。Multi-AP中重點討論的方案包括協調空間復用CSR（Coordinated Spatial Reuse）、協調OFDMA（Co-OFDMA）、協調波束成形CBF（Coordinated Beamforming）、聯合發送和接收JTR（Joint Transmission and Reception）等。 上述Multi-AP之間所需的同步級別有所不同，CSR可以在粗糙的幀級同步下運行，CBF和Co-OFDMA需要符號級同步，而JTR需要緊密的時間和相位同步，實現最困難。

MAC EDCA QoS改進

TGbe借鑒了以太網絡中的IEEE 802 TSN的成果，用以改進EDCA（Enhanced Distributed Channel Access），就其退避程序、AC（Access Category）以及分組策略進行了分析。但是，很多基于有線的802 TSN解決方案并不直接適用于無線Wi-Fi，需要有選擇地應用或者改進。比較現實的一個場景是視頻流和聯網游戲并發的情況，這種情況需要升級EDCA，將游戲流置于語音（A-VO）AC隊列或者引入新的AC。如果RTA幀即將超時則可以調快backoff計數。最壞的情況下，可以采用長久性信道分配。Wi-Fi 7還允許TXOP（Transmission Opportunity）規則改變。

小結

802.11be修正案核心功能是提供極高的吞吐量和支持實時應用程序。802.11be首先改進了EHT PHY技術，能夠實現超高的速率和更低的延遲，但僅靠EHT PHY無法為最終用戶提供高吞吐量和延遲增益，這是TGbe也引入了其他許多MAC改進技術的原因；當然，引入的高級PHY、MAC方法和Multi-AP中部分方法由于代價巨大，有可能會推到Wi-Fi 8實現。

審核編輯：劉清