經驗之談
●Wi-Fi 6已經進入市場,但電信的未來已經在向Wi-Fi 6E看齊,研究界已經在向Wi-Fi 7看齊。
●Wi-Fi 6提供的機會,甚至是后續版本提供的機會,將使醫療保健領域的潛力得到進一步開發,同時也使工業領域的潛力得到進一步開發。
●研究和開發已經集中在應用人工智能的可能性上,特別是深度學習,以優化和增強Wi-Fi 7的功能。
在電信和Wi-Fi相關的研究領域,人們已經在關注Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的到來。正在研究的目標是Wi-Fi 7和人工智能的應用,以提高其質量和潛力。
Andrea Piroddi,意大利博洛尼亞大學信息學、科學和工程系的講師
“Wi-Fi在其進化的道路上,在這三十年的生活中,我們已經習慣了性能的持續增長,首先是吞吐量的可用性,即用戶的實際傳輸能力和上傳和下載速度。通過Wi-Fi 6及以后的版本,我們正在見證并將見證質量的更大飛躍。”
安德烈-皮羅迪解釋說,他是博洛尼亞大學計算機科學、科學與工程系和加利福尼亞人民大學的講師,他的研究工作主要是將人工智能應用于電信。
有了802.11ax,除了在性能上有明顯的提高外--確實如此--還要關注網絡的安全性和可靠性以及抗干擾性。為此,已經開發了一些技術,如多用戶正交頻分多址(MU-OFDMA),它允許接入點的無線電資源被幾個用戶同時使用。此外,還引入了新的1024-QAM信號調制和編碼組,允許更大的數據傳輸。
事實上,它從802.11ad版本的每秒7千兆比特的容量,到ax版本(即Wi-Fi 6)的峰值約10千兆比特。但它最好的資產是它的抗干擾性:它的可靠性特點使它成為在特別苛刻的環境中保證安全傳輸的理想標準,如工業或醫療領域,需要人員安全或確保關鍵環境的安全,Piroddi具體說明。
Wi-Fi 6E的出現和預期效益
Wi-Fi 6的最佳功能將在Wi-Fi 6E版本中得到進一步加強。首先,它將信道可用性擴展到6GHz頻譜的低端,使用戶能夠在無干擾區域內利用額外的4個160MHz信道。此外,它還指望大大降低延遲值(系統對脈沖作出反應的速度)。
這將轉化為更大的網絡響應能力和更好的速度性能,在移動網絡上的娛樂應用以及增強現實應用中都有可感知的好處,與虛擬現實的更大整合以及沉浸式用戶體驗的更多可能性。
他推測說:“在其應用領域中,開發大型活動中的通信潛力也將是有趣的:想想大型會議或體育場館中的機會,它將有可能為用戶提供更大的參與度。”
Wi-Fi 6E還將在需要一定程度的精確性和復雜性的領域進一步增強Wi-Fi 6的功能。因此,想想機場,不僅要處理某些功能,如行李裝載和檢索,而且要加強在移動中流媒體和下載電影、電視節目、音樂、游戲和其他內容的體驗,支持在線活動,包括航班驗證和更新以及新的安全條件和協議。
WI-FI 7:我們可以期待什么?
但研究興趣和觀點已經在關注Wi-Fi 7提供的潛力,預計將在2024年到來。它的技術名稱將是IEEE 802.11be,從峰值速度開始,它的性能將顯著提高。它將能夠同時在多個頻率上發送數據,并將利用CMU-MIMO(協調的多用戶多輸入多輸出)技術,這將有利于提高性能,有助于緩解和更好地分配流量負荷,使Wi-Fi 6中已有的容量增加十倍,并允許協調接入點。
合作天線的數量也將增加:事實上,與Wi-Fi 6相比,它將從8根增加到16根。 考慮到每根天線可以同時處理幾個用戶,未來IEEE 802.11be的可能性將因此翻倍。
Wi-Fi 7將擁抱高達320兆赫的帶寬,并將Wi-Fi 7的理論最大數據速率提高到46Gbps以上(甚至有說法稱理論峰值為207Gbps),預計現實世界的帶寬可達30Gbps,并在許多設備上共享。它還將能夠通過轉向4096-QAM來改進Wi-Fi 6的信號調制集(1024-QAM),從而確保更高的數據吞吐量。
這意味著隨著性能的成倍增長,機會也成倍增加,"這位電信專家強調說,"這種潛力與從1GHz到7GHz不同頻段的聚合能力相結合。能夠增加不同大小的信道,將信道從20兆赫加到160兆赫,這對于實現許多帶寬需求技術的發展將是極其重要的。
例如,今天想一想,以每秒鐘的比特計算,進行一次遠程超聲掃描所需的時間。那么,有了Wi-Fi 7,這些位子就可以用了,使醫生能夠更有效、更安全地進行服務。例如,我們正在考慮是否有可能遠程讀取病人的生命參數,減少對病毒的接觸,但也有可能更有效和及時地進行手術,甚至在數千公里之外。
在汽車領域,Wi-Fi 7時代將有助于全面實施車輛到一切的V2X,即車輛與任何可以影響車輛的實體之間的信息交流系統,反之亦然。不僅如此,它還將增強 "車對車 "的能力,即車輛可以交換信息的技術。在這兩種情況下,非常高的性能和可靠性將得到保證。
Wi-Fi 7的這種潛力難道沒有與5G發生沖突的風險嗎?“我們正在考慮為同樣不同的領域提供不同的解決方案。今天,5G已經是一個獲得許可的解決方案,其服務質量水平比尚未獲得許可的平臺要高得多。在任何情況下,這些技術都不應該被認為是對立的,而是協同作用。我想象它們在不久的將來會趨于融合或合作。”Piroddi教授指出。
Wi-Fi 7和人工智能:深度學習對質量的作用
隨著Wi-Fi 7的出現,也預示著人工智能的決定性貢獻。講師本人也預示了這一點,他的工作重點是使一個站和另一個站之間的連接能夠傳輸和接收數字信號的物理層:“我們正試圖實現和確定預測模型,即能夠預測隨著時間推移某些參數的變化,傳輸通道的行為。今天,我們擁有的系統可以根據無線電信道的條件改變傳輸方式,優化傳輸系統的質量性能。人工智能做出了根本性的貢獻:它簡化了電路的行為,就其對信道的反應而言,使其更加穩健,同時確保更高的性能。這是可能的,因為就在人們能夠預測行為的那一刻,人們可以提前適應傳輸的特殊性(功率、增益、干擾等),修改性能以最好地回應對信道本身修改的預測。”
這將如何發生?Andrea Piroddi說:
“讓我們想象一下,我們有一個發射器和一個接收器在一個靜態環境中,而且它們周圍有一些元素,這些元素通過造成干擾而干擾了傳輸。所有這些組件都配備了傳感器,使它們能夠感知空氣中的頻率和干擾,了解傳輸功率并測量各種其他數值。來自這些傳感器的數據將是一個有價值的輸入,以幫助我們建立一個新的、可持續發展的世界。”
用于Wi-Fi 7的深度學習:從智能手機到物流
因此,深度學習可以改善電信和優化Wi-Fi 7,進一步提高其潛力。所有這些都將使最終用戶受益:僅就能源效率而言,一個經過適當訓練的神經網絡可以減少30-40%的電池消耗,從而確保智能手機用戶的使用壽命更長,例如。
除了節約能源外,還減少了不必要的帶寬浪費,從而使用戶獲得更好的信號清洗,確保更多的工具即使在同一環境中同時活動,也能更好地工作。
想想運輸業的好處吧,運輸業已經將頻率用于關鍵服務,如鐵路開關或警察或救護車使用的無線電信號。減少干擾將有助于改善和保障通信,如果我們考慮到復雜的環境,如智能城市,就更應該如此。由于智能電表的使用,更好地控制和管理能源消耗將成為可能,優化電力負荷并以最佳方式分配,避免不必要的高峰或低谷。
同樣在工業領域,將有可能更好地管理機器人在各種環境和活動中的存在。這將有利于物流,今天是由RFID應用管理,明天將由Wi-Fi 7管理,公司的成本降低,并同樣保證記錄進貨和出貨。同樣,對于在關鍵環境中工作的員工來說,將有可能確保更大的工作安全,有可能在保證隱私的同時跟蹤他們的行動。
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