从物理层的角度来看，Wi-Fi 8超高可靠性意味着什么？
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Wi-Fi 8 （IEEE 8021.1 亿） 草案 1.0 为旨在实现超高可靠性的物理层功能带来了更大的清晰度。
Wi-Fi 8（8021.1 亿）草案 1.0 的发布为旨在实现超高可靠性 （UHR） 的物理层功能提供了显着的清晰度。虽然有些人可能期待突破性的新调制、超过 320 MHz 的更宽信道或全新的 MIMO 方案，但这个初稿揭示了一种更细致的方法。Wi-Fi 8 引入了改进的机制来优化和微调现有功能，增强其功能。
现实情况是，即使 Wi-Fi 7 具有广泛的功能集（包括 UL-OFDMA、MLO 和 320 MHz 信道），广泛的实际部署仍然是一个挑战。尽管有引人注目的营销、实用的网络实施以及使这些高级功能始终如一地执行，但这些都是复杂的任务。
因此，在 Wi-Fi 8 中，IEEE 似乎有意引入了一些功能，旨在从根本上提高不同信道条件下的链路弹性并提高整体可靠性。
本文深入研究了这些细节，将新的物理层功能主要分为三个伞形部分：鲁棒性、可靠性和范围。为了确保清晰度，了解稳健性和可靠性之间的区别至关重要，因为这些术语经常互换使用。
鲁棒性是指信号完整性和弹性——信号在具有挑战性的信道条件下保持其质量并抵抗噪声或干扰降级的能力。另一方面，可靠性表示传输成功的可能性。它保证数据将以最少的重传传送到接收者。
这两个指标都是互补的，对于高质量的沟通至关重要。了解它们的差异对于理解 Wi-Fi 8 新功能的影响以及它们旨在提供的内容至关重要。确定了这些区别后，我们现在将检查其各自类别中的每个功能。
鲁棒性：新的调制和编码方案 （MCS） 组合
这些新 MCS 组合的主要目标是增强速率适应性。虽然 Wi-Fi 8 没有引入全新的调制方案，但它显着提高了现有方案的弹性。这是通过引入较低的码率来实现的，从而增加传输的冗余。
Wi-Fi 7 的 MCS 0-15 被延续到 Wi-Fi 8，并增加了用于 QPSK、16QAM 和 256QAM 调制的新索引（17、19、20 和 23），如 D0.3 规范草案中所定义。
不等调制 （UEQM）
此功能允许在多个空间流中使用非对称调制方案，主要是为了提高多输入多输出 （MIMO） 系统的传输效率。
传统上，MIMO 传输在所有空间流上应用相同的调制方案，无论其各自的信道条件如何。这通常会导致整体数据速率受到最弱流的限制，因为不同的流可能会经历不同的信噪比条件。UEQM 通过允许对各个流应用不同的调制阶数来解决这个问题，并根据各自的信道条件进行调整以优化整体传输。
需要注意的是，UEQM 的当前规范仅允许将其用于具有两到四个空间流的配置，不包括 BPSK 调制，并且仅限于单用户 MIMO （SU-MIMO） 情况。
增强型长程 PPDU （ELR-PPDU）
IEEE 专门为 UHR 框架内的客户端设备引入了增强型远程物理层协议数据单元 （ELR-PPDU）。ELR-PPDU的主要目的是缓解上行链路（UL）和下行链路（DL）之间严重的链路预算不平衡。
Wi-Fi 中的一个常见挑战是接入点 （AP） 以更高的发射功率运行，使客户端设备很容易听到它们。相反，客户端设备由于其通常较低的发射功率，通常被AP“听不到”，尤其是在较远的距离上。这种功率差异会造成链路预算不平衡，严重影响距离AP较远的设备。
为了解决这个问题，UHR 推出了 ELR-PPDU，这是专为单空间流设计的固定带宽 （20 MHz） PPDU。它们可用于 2.4 GHz 频段的下行链路和上行链路作，但仅限于 5 GHz 和 6 GHz 频段的仅上行链路传输。
为了确保扩展的范围和可靠性，这些 PPDU 采用较低的 MCS 速率（特别是 MCS 0 和 1），以最大限度地减少误解和错误。此外，它们在 52 音常规资源单元 （RRU） 上集成了四倍频域复制，以增加冗余，从而显着提高可靠性。
典型的 UHR ELR-PPDU 必须包括 ELR-MARK 字段和 ELR-SIG 字段。ELR-MARK字段提供额外的信号，使接收机能够将UHR ELR-PPDU与其他PPDU区分开来。它通过使用预定义的音调模式在接收器处进行互相关来增强检测。另一方面，ELR-SIG 字段包含正确解释 UHR ELR-PPDU 所需的基本信息。
可靠性：更长的低密度奇偶校验码 （LDPC）
通过 UHR，IEEE 对前向纠错引入了重大增强：站点（客户端）设备的码字长度为 3,888 位。这有效地将 Wi-Fi 7 中可用的最长码字长度增加了一倍，大大提高了系统纠正错误的能力。
什么是 LDPC 代码？用通俗易懂的语言来说，LDPC 代码是一种向原始数据添加冗余或“奇偶校验”位的机制。这些额外的位使接收器能够成功纠正传输过程中可能出现的错误，使数据更能适应具有挑战性的信道条件，并显着提高成功解码的概率。这反过来又有助于避免重传。
虽然较长的代码在保持更高的有效吞吐量方面非常有效，但它们会引入延迟，因为编码器（在发射器处）和解码器（在接收器处）都必须处理更大的码字。然而，事实证明，增加的鲁棒性在嘈杂的环境（信噪比条件差）中非常有效，特别是有利于AP覆盖边缘的客户。
根据规范，TB PPDU 代码类型通过用户信息字段中的 UL FEC 编码类型子字段指示。设置“0”表示使用二进制卷积码 （BCC） 代码，而“1”表示选择 LDPC 代码。此外，如果用户信息字段的 2xLDPC 子字段设置为“1”，则表示使用标称 3,888 位 LDPC 码字长度。如果设置为“0”，则表示使用较短的码字长度（648、1,296 或 1,944 位）。
范围：分布式 RU （dRU）
顾名思义，它涉及在更大带宽上分配资源单元 （RU） 音调（图 2）。要了解其重要性，请考虑背景：2020 年，当 FCC 开放 6 GHz 频段供未经许可使用时，它为 Wi-Fi AP 和客户端设备制定了严格的发射功率准则，以保护现有服务。
其中，低功耗室内 （LPI） 客户端设备面临着 −1 dBm/MHz 功率谱密度 （PSD） 的最严格限制。这种严格的 PSD 要求通常会限制上行链路 （UL） 的传输范围——它会造成固有的 UL/DL 功率不平衡，客户端可以轻松听到 AP，但客户端很难可靠地到达远处的 AP。
dRU 功能专为使这些在 6 GHz 频段运行的 LPI 客户端设备受益而设计。它允许将 RU 音调分布在非连续的物理子载波上，从而有效减少分配给每个电台的每 1 MHz 音调数量。通过这种创新方法，设备可以传输更高的 UL OFDMA 功率，从而有效地扩展传输范围，而不会超出监管 PSD 要求。
主要规格和限制
用法：dRU 仅允许在基于 UHR 触发器的上行链路 （TB） PPDU 中仅用于单用户方案，最多有两个空间流。多用户 MIMO （MU-MIMO） 配置不支持它。
MCS 支持：dRU 传输允许所有调制和编码方案，MCS-15 除外。
最小 RU 大小：dRU 支持的最小 RU 大小为 26 音调。
支持的分布带宽（DBW）：dRU支持20、40、80 MHz的分布带宽，最大分布带宽为80 MHz。
对于 20 MHz TB PPDU，DBW 限制为 20 MHz。
对于 40 MHz TB PPDU，DBW 限制为 40 MHz。
混合模式支持：dRU 还支持混合模式，允许在单个 OFDMA 传输中同时存在 dRU 和常规 RU （rRU）。
这种混合模式适用于 160 MHz 和 320 MHz 带宽。
混合模式下的最小 RU 大小为 242 个音调。
强化无线连接
物理层功能虽然微妙，但经过精心设计，旨在加强无线连接的三大核心支柱：覆盖范围、速度和可靠性。这些属性深刻影响最终消费者体验。这些功能明确关注确定性和可靠性，针对接入点和资源有限的客户端站进行了优化，从而增强了上行链路范围和连接性。这一战略设计还旨在最大限度地提高频谱和资源利用率。
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