Wi-Fi 7 In Depth

Jerome Henry is a Distinguished Engineer in the Office of the Wireless CTO at Cisco Systems. He is a certified wireless networking expert (CWNE No. 45), Wireless CCIE (No. 24750), and has authored multiple books and video courses focusing on wireless technologies.  Brian Hart is a Principal Engineer in the Cisco Wireless group. He has been an IEEE 802.11 Working Group voting member since 2006 and has made hundreds of contributions across tens of groups, including 802.11ac, 802.11ax and 802.11be.  Binita Gupta is a Senior Technical Leader in Wireless Engineering group at Cisco Systems. She has more than 20 years of experience leading technology development of wireless systems, products, and services across Wi-Fi, 5G, private networks and IoT.  Malcolm Smith is a Principal Engineer at Cisco Systems and serves as a wireless advisor in Cisco’s Networking CTO office. Malcolm leads Wi-Fi university research and related strategy, innovation and partner ecosystem development.

• Foreword by Matt MacPhersonPreface  Chapter 1: Wi-Fi Fundamentals.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Evolution of 802.11 Standards.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2The 802.11 Architecture.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4The 802.11 Connection Process.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Channel Access Rules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  Chapter 2: Reaching the Limits of Traditional Wi-Fi .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26The Burden of Roaming.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26A Limited QoS Scheme.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Coexistence Challenges.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37802.11 Security.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57  Chapter 3: Building on the Wi-Fi 6 Revolution.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Channel Efficiency Improvements.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Functional Improvements.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Wi-Fi in the 6 GHz Band.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97  Chapter 4: The Main Ideas in 802.11be and Wi-Fi 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Pressure from the Market and Previous Generations’ Limitations. . . . . . . . . . . . . . . . . 99Wi-Fi 7 Expected Challenges.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131  Chapter 5: EHT Physical Layer Enhancements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Wi-Fi7 in a Nutshell.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Purposes and Opportunities for the Physical Layer.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136PPDU Formats and Their Fields.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Construction of the Data Field.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144Major Wi-Fi 7 PHY Innovations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Minor Wi-Fi 7 PHY Innovations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169PHY Capability Signaling.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174  Chapter 6: EHT MAC Enhancements for Multi-Link Operation . . . . . . . . . . . . . . 176MLO Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176MLD Discovery and Association. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182MLD Data Plane.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194MLO Modes.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198ML Reconfiguration.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Link Management.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213Other MLO Enhancements.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Summary.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221  Chapter 7: EHT MAC Operation and Key Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222EHT BSS Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222Enhanced SCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Restricted TWT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245Triggered TXOP Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252EPCS Priority Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257Wi-Fi 7 Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265  Chapter 8: Wi-Fi 7 Network Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268WLAN Design Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Designing for Wi-Fi 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296  Chapter 9: Future Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . 298Wi-Fi 8 Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  298Localization and Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  313A Privacy-Respecting 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328Summary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338  Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340