Wi-Fi 7(802.11be)前瞻1：展望下一代的Wi-Fi技术
序言
Wi-Fi 6 (802.11ax）技术已经落地了，所以之前的802.11ax前瞻已经改成了Wi-Fi 6（802.11ax）解析了。下一代Wi-Fi技术（802.11be）也已经被纳入到时间主轴，其将会作为Wi-Fi 7技术迅速发展。
本文开始，笔者会在自己的研究过程中，整理一些关于Wi-Fi 7的相关新技术放在专栏中。由于协议还没有正式制定，目前连draft都还是没有的情况下，本系列所述的内容仅仅是可见的一些资料整理，不是对应到最终的协议内容。如果有不对的地方，还请见谅。
本文的内容参考自：Future Indoor Networks: The role of Wi-Fi and its evolution - nokia bell lab。
谈一谈Wi-Fi 6到Wi-Fi 7
在前瞻Wi-Fi 7之前，我们回顾下正在进行时的Wi-Fi 6技术。在Wi-Fi 6的时代，5G技术和Wi-Fi 6已经呈现竞争白热化。我们说虽然5G已经推出了，但是其不会造成Wi-Fi技术的消亡。一项技术会不会被消亡不仅仅是看他的竞争对手，还是看其协议本身的发展。
Wi-Fi 6技术关注的是Dense模式下，也就是密集AP场景下，网络的性能和优化，以及最核心的技术亮点就是OFDMA和MU-MIMO技术。讲简单点，还有单个AP（通俗点就是单个路由）下的优化。我想要体验Wi-Fi 6的新功能，只要换一个路由器就可以了。
然而，从Wi-Fi 7开始，Wi-Fi的场景开始逐渐从单AP转向多AP。目前从协议指定过程中，我们已经看到这个引子了。其实从Wi-Fi 7开始，我们确实要考虑下Wi-Fi技术会不会最终和通信技术融合了，比如说6G时代开始，逐渐Wi-Fi 7和6G融合。因为在多AP场景下，意味着想要体验Wi-Fi 7技术，需要一次性更换多台Wi-Fi 7的路由，并且这些Wi-Fi 7路由要有线互联。这意味用户需要承担更多的成本，虽然已经有很多用户家里面部署了NAS，进而一直都有追求更高的Wi-Fi速率，但是更多的市场用户是没有这样需求的。
我们可以预见一种Wi-Fi将来部署场景，就类似中央空调一样，在买房子的时候就作为一种基础设置被部署，因为人们对于网络的需求其实甚于空调了，只是因为当下商业Wi-Fi部署价格贵，而且没有特别大的需求。但是从Wi-Fi 7开始，我逐渐感觉到有这样的开端。这一点是会让Wi-Fi发展越来越好，还是开始往下坡走，就还拭目以待了。至少，在家用场景下，Wi-Fi 7开始有变化了（在Wi-Fi 6以前，家用场景实际上变化不大）。其实Wi-Fi 6本身就是对于商用场景的优化，所以Wi-Fi 7也是按照这个路线走的。
当然，如果AP间的协作是通过无线手段完成的，那么就不存在以上的问题了。目前协议关于Wi-Fi 7协作如何互联，还在设计中。协议组也关注到了这个问题，不过关于如何用无线实现，并且保证成本和效率，还是比较专业的技术问题，我们可以继续关注。
另外Wi-Fi 7也会针对于单AP场景做优化，比如更高的带宽，更高的物理层效率。不过目前还是期待有一些更显著的改进，如MIMO，OFDMA级别的。目前还有待关注。
Wi-Fi 7（802.11be）概略
我们现在基于nokia bell lab的一份资料做一个大致的前瞻
Wi-Fi 7，即802.11be，协议组的现在命名是IEEE 802.11 EHT，EHT的意思是Extremely High Throughput（对比802.11ax为HEW，High Efficiency WLAN ）。其实在2018年5月开始初始建组的，立项组是在2019年初。
其中协议有五个主要特性，分别为Single-band operation（单信道的操作优化），Multi-band operation（多信道的操作优化），Spatial multiplexing（空间复用优化），Multi-AP coordination（多AP协作优化）以及Link adaption（链路自适应机制）。
从上面我们除了看到有华为参与以外（Huawei），还可以关注下不同课题参与的公司数，其中Multi-AP coordination是参与单位最多的，除了broad和LGE，剩余的公司都有参加，也说明这点可能会成为Wi-Fi 7的主要亮点。
第一个特点是Single-band operation（单信道的操作优化），这个优化比较直接，一方面是进一步引入6GHz信道（在Wi-Fi 6中，6GHz信道已经允许使用了，只是产品还没跟上），以及提供更高的信道带宽（如上图320MHz）。
另外还有对于MAC层连接机制的优化，这点可能要结合到16SS技术（图上没画出来），虽然Wi-Fi 7目前没有明确说要引入Massive MIMO技术，但是对于天线数目的确会从802.11ax时代的8SS，8个波束增加到16个波束，初步已经迈入Massive MIMO的范畴。所以在Wi-Fi时代，天线数会有更多的增加。剩余的还需要设计协议间的互兼容性，不过这一块都属于协议细节，一般研究协议才关注。
第二个是Multi-band operation（多信道的操作优化），其实这一个技术我们已经可以看到引子了，也就是我们前面提到过的RSDB技术，无线新技术1：同步双频 RSDB（Real Simultaneous Dual Band）。RSDB技术实际上是允许终端同时使用分离的信道，比如同时使用2.4GHz，5GHz，6GHz信道，在传统802.11中仅仅是AP可以并行使用，而RSDB中是终端可以并行使用。当然在Wi-Fi 7中不会沿用这个名字，但是技术本质是差不多的。目前的RSDB仅仅是硬件支持，很多功能都是厂家自行设置的。在Wi-Fi 7中可能会进一步规定这些信道如何同时使用，以及解决一些相关的问题。
第三个是Spatial multiplexing（空间复用优化），首先是前面已经说过的16SS，也就是最高支持16个波束，可以提供16*16的MU-MIMO传输，算是初步迈入Massive MIMO的范畴。另外就是优化了NDP过程，在目前的802.11协议中，NDP过程是用来测量信道技术，进而计算出MIMO所需要的预编码矩阵的。该测量过程是AP发送了一个NDP-A和NDP帧后，采用类似轮询的方式，一个一个节点逐个反馈的。在Wi-Fi 7（即802.11be）中，允许多个节点同时反馈编码矩阵（即beamforming feedback），这点采用的技术应该和802.11ax中发送MU-RTS，然后节点并发反馈CTS的技术差不多，也是基于MU-MIMO技术的一个扩展了。这点可以提高MU-MIMO的工作效率。
第四个是Multi-AP coordination（多AP协作优化），这点可能是Wi-Fi 7中的一个重点。关于多AP的协作问题。目前在802.11的工作模式下，AP与AP之间实际上是没有协作的。存在的一些厂家定义的协作也仅仅是优化信道的选择，从而避免AP间的冲突。而AP协作所带来的最大的好处就是AP间构成的分布式MIMO，可以由两个不同的AP针对于一个节点提供MIMO的传输功能，这可以大大提高空间复用的工作效率。不过该技术下，AP与AP间的协作沟通通道是一个需要谨慎设计的内容，目前AP协作的方式都是通过CAPWAP隧道，有线连接到WLC，进一步协作的。然而这种方式需要AP间都有线连接到一个公共的控制器，然而，我们在一开始就讨论了，如果这样做，那么Wi-Fi 7的使用需要换多台Wi-Fi 7路由才可以生效。所以能不能通过无线手段来做AP间沟通，进而协作产生分布式MIMO，是Wi-Fi 7中需要重点设计的内容。
最后一点是Link adaption（链路自适应机制），实际上这里讨论的是HARQ了。HARQ技术实际上是在LTE里面已经引入过了，在那里我们可以称为软合并技术。利用HARQ，我们可以结合两个错误的数据帧，合并成一个正确的数据帧。从而提升链路传输效率。HARQ从理论上可以通过编码手段（比如rateless编码）来实现，也可以用别的形式，目前还有待关注协议的设计方案。