Wi-Fi 7 Analysis: Overview and Comparison with Previous IEEE 802.11 Standards

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-05-24

Department

Major/Subject

Informaatioteknologia

Mcode

ELEC3015

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

en

Pages

65

Series

Abstract

As the demand for indoor communication grows, especially with the expansion of IoT, the importance of robust wireless technologies becomes critical. Wi-Fi has evolved over several generations to improve WLAN capabilities for nearly three decades. Since the currently widely used Wi-Fi 6 fails to meet the stringent performance and latency requirements of modern applications, such as metaverse technologies and cloud computing, Wi-Fi 7 is presented as a significant advance in 2024. Compared to predecessors, it provides significant performance improvements and lower delays. The IEEE 802.11be standard introduces several techniques to provide multi-user ability and enhance spatial implementations. This thesis examines and compares the seventh Wi-Fi generation to previous Wi-Fi standards. The work is implemented as literature research that explores the evolution of Wi-Fi technology and presents the advances brought by the updated IEEE 802.11be standard at the PHY and MAC layers. The thesis presents critical improvements at the PHY and MAC layers, the evolution of Wi-Fi security protocols, and the expected benefits of Wi-Fi 7. In addition, possible applications of wireless network technology and future challenges are discussed. Wi-Fi 7 supports higher data rates and reduced latency with enhancements such as MLO, 4096-QAM, and advanced spatial technologies, positioning it as a transformative WLAN for demanding applications. Operating across 2.4 GHz, 5 GHz, and 6 GHz frequencies, Wi-Fi 7 can use MLO to maintain uninterrupted communication, even in congested or interference-prone channels. Adopting 4096-QAM greatly increases data transmission density, enabling more information to be sent with each signal. Enhancements in spatial technologies also optimize spectrum use in dense networks, which reduces interference while providing users with stable and faster connections. Despite benefits, there may also be challenges in deploying Wi-Fi 7 devices, such as the need for extensive hardware upgrades. Integrating Wi-Fi 7 presents challenges with legacy devices, alongside the possibility of signal interference with other wireless systems such as Bluetooth and cellular networks. These challenges provide many opportunities for further research into Wi-Fi 7. Additional research can be used to ensure that Wi-Fi 7 introduction is smooth and safe for applications and users.

Kun sisäisen viestinnän kysyntä kasvaa, erityisesti IoT:n laajentuessa, vankkojen langattomien teknologioiden merkitys tulee kriittiseksi. Wi-Fi on kehittynyt useiden sukupolvien aikana parantamaan WLAN-ominaisuuksia lähes kolmen vuosikymmenen ajan. Koska tällä hetkellä laajalti käytetty Wi-Fi 6 ei täytä nykyaikaisten sovellusten, kuten metaversumin teknologioiden ja pilvilaskennan, tiukkoja suorituskyky- ja viivevaatimuksia, Wi-Fi 7 tullaan esittämään merkittävänä edistysaskeleena vuonna 2024. Edeltäjiin verrattuna se tarjoaa merkittäviä suorituskyvyn parannuksia ja pienempää viivettä. IEEE 802.11be -standardi esittelee useita tekniikoita, jotka tarjoavat useille käyttäjille mahdollisuuden ja tehostavat tilallisia toteutuksia. Tässä opinnäytetyössä tarkastellaan seitsemättä Wi-Fi-sukupolvea ja verrataan sitä aikaisempiin Wi-Fi-standardeihin. Työ toteutetaan kirjallisuustutkimuksena, joka tutkii Wi-Fi-tekniikan kehitystä ja esittelee päivitetyn IEEE 802.11be -standardin tuomia edistysaskeleita PHY- ja MAC-kerroksilla. Opinnäytetyössä esitellään keskeisiä parannuksia PHY- ja MAC-tasoilla, Wi-Fi-suojausprotokollien kehitystä ja Wi-Fi 7:n odotettavissa olevia hyötyjä. Lisäksi käsitellään langattoman verkkoteknologian mahdollisia sovelluksia ja tulevaisuuden haasteita. Wi-Fi 7 tukee suurempia tiedonsiirtonopeuksia ja pienennettyä latenssia MLO:n, 4096-QAM:n ja kehittyneiden tilatekniikkojen parannuksilla, mikä tekee sen soveltuvaksi WLAN:ksi vaativiinkin sovelluksiin. 2,4 GHz, 5 GHz ja 6 GHz taajuuksilla toimiva Wi-Fi 7 voi käyttää MLO:ta keskeytymättömän tiedonsiirron ylläpitämiseen myös ruuhkaisilla tai häiriöalttiilla kanavilla. 4096-QAM:n käyttöönotto lisää huomattavasti tiedonsiirtotiheyttä, mikä mahdollistaa suuremman tiedon lähetyksen jokaisella signaalilla. Tilatekniikkojen parannukset optimoivat myös taajuuksien käyttöä tiheissä verkoissa, mikä vähentää häiriöitä ja tarjoaa käyttäjille vakaat ja nopeammat yhteydet. Eduista huolimatta Wi-Fi 7 -laitteiden käyttöönotossa voi myös olla haasteita, kuten laajojen laitteistopäivitysten tarve. Wi-Fi 7:n integrointi tuo haasteita vanhoille laitteille ja voi mahdollistaa interferenssin muiden langattomien järjestelmien kanssa, kuten Bluetoothin ja matkapuhelinverkkojen. Nämä haasteet tarjoavat monia mahdollisuuksia Wi-Fi 7:n lisätutkimukselle. Lisätutkimusten avulla voidaan varmistaa, että Wi-Fi 7:n käyttöönotto on sujuvaa ja turvallista sovelluksille ja käyttäjille.

Description

Supervisor

Aalto, Samuli

Thesis advisor

Jäntti, Riku

Keywords

Wi-Fi, IEEE 802.11, EHT, WLAN, wireless networks, network security

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202406044058

Collections

[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC