本书紧扣“网络强国”与“数字中国”战略背景，针对物联网、工业互联网及元宇宙等新兴场景中超高密度接入与异构业务共存的严峻挑战，系统构建了面向密集部署场景的新一代Wi-Fi技术体系。 全书以IEEE 802.11标准的演进为主轴，纵向梳理了从OFDM到Wi-Fi 7及Wi-Fi 8的技术迭代逻辑；横向深度解析了UORA机制、多链路操作、AI原生调度及目标唤醒时间等核心机制。本书的特色在于理论与实践并重，书中不仅详细阐述了基于二维马尔可夫链的性能分析模型，推导了饱和吞吐量与时延的闭式解，还重点探讨了Wi-Fi与5G/6G网络在非授权频段的共存策略，旨在解决“干扰受限”与“能效受限”两大瓶颈。

陈清华，女，博士，教授、高级工程师，从事计算机研发及教学工作15余年，主要从事方向为数据挖掘、人工智能和群智感知，是"大数据技术”国家级职业教育创新教学团队核心成员，温州市"特支计划”科技创新青年拔尖人才、高层次D类人才，金砖国家职业技能大赛区块链技术赛项全国优秀专家。

第1章　Wi-Fi通信原理与网络架构 1
1.1　传输环境：从“确定性”导线到“随机性”空间 2
1.1.1　导引介质与交换式架构 2
1.1.2　时不变性与时变多径衰落 3
1.1.3　波导约束与空间扩散 3
1.1.4　物理隔离与半双工竞争 4
1.2　物理载体：无线电波与传输基础 4
1.2.1　无线电波的物理特性 4
1.2.2　频段划分与信道 5
1.2.3　调制与编码技术 7
1.2.4　路径损耗、多径效应与信噪比 9
1.3　逻辑组网：拓扑结构与移动性 10
1.3.1　核心元件：接入点与站点 10
1.3.2　组网形态：BSS、OBSS与ESS 11
1.3.3　漫游机制：从关联到重关联 13
1.4　协议内核：物理层与MAC层协作 14
1.4.1　Wi-Fi标准在OSI体系中的作用 14
1.4.2　比特流“搬运工”：物理层 15
1.4.3　无序介质“指挥官”：MAC层 15
1.4.4　CSMA/CA竞争法则 17
1.5　本章小结 19
第2章　Wi-Fi标准迭代与关键技术变革 21
2.1　全景图谱：从速率至上到效率优先的范式转移 21
2.1.1　Wi-Fi标准的代际划分 21
2.1.2　从2.4 GHz到60 GHz的频段扩张 23
2.1.3　吞吐量瓶颈与高密度部署的博弈 24
2.2　早期奠基：OFDM正交传输与频域革命 25
2.2.1　OFDM对抗多径衰落的原理 27
2.2.2　数据子载波与导频的早期形态 28
2.2.3　保护间隔消除符号间干扰 28
2.3　空间复用：MIMO技术开启Wi-Fi 4时代 29
2.3.1　MIMO物理层革新 30
2.3.2　波束成形技术 31
2.3.3　帧聚合与块确认机制 32
2.4　带宽提速：Wi-Fi 5千兆吞吐量与多用户雏形 33
2.4.1　信道绑定与160 MHz大带宽 33
2.4.2　256-QAM高阶调制技术 34
2.4.3　下行并发传输机制 34
2.5　密集提效：Wi-Fi 6/6E密集场景优化OFDMA调度 35
2.5.1　OFDMA与RU调度 36
2.5.2　基于OFDMA的上行并发传输机制 37
2.5.3　BSS Coloring空间复用机制 38
2.5.4　TWT终端节能机制 39
2.5.5　6 GHz频段扩展 39
2.6　极速协同：Wi-Fi 7多链路架构与极致吞吐量 40
2.6.1　320 MHz超宽带与4096-QAM 40
2.6.2　MLO多链路操作机制 40
2.6.3　前导码打孔技术 41
2.6.4　EHT物理层关键参数变化 41
2.7　展望未来：Wi-Fi 8超高可靠性通信与AI原生 42
2.7.1　UHR超高可靠性场景的定义 42
2.7.2　多AP联合传输机制 43
2.7.3　AI原生机制 43
2.7.4　60 GHz毫米波 44
2.8　本章小结 44
第3章　密集部署情境下的UORA接入机制与资源调度 45
3.1　接入演进：从“无序竞争”到“有序调度”的范式重构 45
3.1.1　密集场景下的CSMA/CA效率坍塌 46
3.1.2　AP集中触发式接入机制 48
3.1.3　SA-RU与RA-RU的混合争用逻辑 49
3.2　协议机理：UORA双级退避与触发帧交互 50
3.2.1　触发帧的帧结构与UORA传输过程 50
3.2.2　OBO计数器扣减法则 52
3.2.3　OCW的动态调整机制 54
3.2.4　RA-RU的选取策略 56
3.3　理论建模：基于二维马尔可夫链的性能边界分析 56
3.3.1　发送、退避与冻结状态转移 56
3.3.2　RA-RU数对碰撞概率的影响 57
3.3.3　稳态概率分布与定点方程求解 58
3.3.4　饱和吞吐量与接入时延的闭式解推导 58
3.3.5　饱和吞吐量、时延的模型结果分析 58
3.4　改进优化：OCW的自适应优化策略与性能增益 61
3.4.1　IEEE 802.11ax UORA机制的局限性 63
3.4.2　基于MIMD的概率补偿传输策略 63
3.4.3　吞吐量分析与优化 64
3.4.4　仿真结果及性能分析 65
3.5　调度策略：动态资源分配与负载均衡 68
3.5.1　固定分配策略在潮汐流量下的局限性 68
3.5.2　碰撞概率估计与实时负载感知算法 68
3.5.3　面向吞吐量最大化的RA-RU动态扩缩容策略 69
3.5.4　面向接入公平性的OCW与RA-RU数的协同优化 69
3.6　本章小结 71
第4章　可靠性需求情境下的多链路架构 73
4.1　架构重构：从单链路设备到多链路设备 73
4.1.1　UMAC与LMAC的双层解耦架构 73
4.1.2　多链路网络中的核心网元实体 74
4.1.3　链路发现与一次性关联 75
4.2　深度协同：MLO技术原理与调度策略 76
4.2.1　TID流量分类与链路导航策略 76
4.2.2　MLO模式STR与NSTR 77
4.2.3　增强型多链路单射频机制 79
4.2.4　滑动窗口机制与聚合限制 80
4.2.5　MLE多链路信令设计 81
4.2.6　动态链路重配置与无缝迁移 83
4.3　理论验证：MLO机制的性能建模与分析 84
4.3.1　极限吞吐量场景下的容量聚合模型 84
4.3.2　时延敏感场景下的QoS保障模型 85
4.3.3　共存干扰场景下的竞争公平性分析 87
4.4　智能进化：AI驱动的MLO性能优化 89
4.4.1　基于强化学习的链路选择 89
4.4.2　基于干扰识别的动态信道接入 92
4.4.3　基于AP信号特征的OBSS管理 97
4.5　本章小结 100
第5章　绿色通信需求下的目标唤醒时间节能机制 102
5.1　能效演进：从被动休眠到主动规划的节能范式 103
5.1.1　传统PSM在突发流量下的滞后性分析 103
5.1.2　自动省电传输在高密度场景下的信令开销瓶颈分析 106
5.1.3　绿色通信的关键性能指标 108
5.2　协议机理：目标唤醒时间的核心运作逻辑 108
5.2.1　TWT协商交互过程与信息元解析 109
5.2.2　个体TWT与广播TWT的机制差异 111
5.2.3　触发启用TWT的交互流程 111
5.2.4　保护间隔与OBSS下的抗干扰机制 112
5.2.5　MLO下的TWT机制演进 113
5.2.6　受限TWT的时延保障特性 113
5.3　休眠策略：随机接入高吞吐量TBTT调度方法 114
5.3.1　系统建模与参数定义 115
5.3.2　性能指标及吞吐量的优化 116
5.3.3　侦听间隔时长的选取与优化 120
5.3.4　首个目标信标帧传输时刻的选取与优化 122
5.3.5　仿真实验与性能评估 127
5.4　优化策略：面向QoS保障的确定性调度 134
5.4.1　基于二叉树的侦听间隔离散化表示方法 134
5.4.2　时延、数据包到达个数及吞吐量性能指标推导 137
5.4.3　泊松业务流下的时延及吞吐量分析 142
5.4.4　目标信标帧传输时刻的动态调整 146
5.4.5　算法仿真验证及对比分析 149
5.5　本章小结 158
第6章　多AP情境下的协同传输与干扰管理 160
6.1　架构革新：从单点自治到多点协作的集群化 161
6.1.1　密集组网下的OBSS同频干扰瓶颈 161
6.1.2　多AP协同的架构定义 162
6.1.3　控制器-代理的分层协作模型 163
6.1.4　显式信令与隐式探测的信道状态获取 163
6.2　关键技术：协同波束成形与正交资源分配 164
6.2.1　协同空间复用与发射功率控制 164
6.2.2　协同OFDMA的频谱拼图技术 165
6.2.3　联合传输与分布式MIMO原理 166
6.2.4　协同波束成形零陷干扰抑制技术 167
6.3　资源调度：面向全网吞吐量的联合优化 168
6.3.1　基于图论的干扰拓扑构建与着色算法 168
6.3.2　边缘用户的服务质量增强策略 169
6.3.3　跨BSS的负载均衡与用户漫游引导 170
6.3.4　SDN赋能的集中式无线资源管理 170
6.4　节能优化：面向OBSS的集中式资源联合调度 171
6.4.1　OBSS干扰下的能效瓶颈与无效能耗分析 172
6.4.2　面向高并发传输能力的分组信道接入方案 173
6.4.3　基于优化分组的TWT调度方法 177
6.4.4　仿真实验与性能分析 182
6.5　本章小结 188
第7章　异构共存情况下的资源调度与流量卸载 189
7.1　融合架构：从独立运行到紧密耦合的演进 189
7.1.1　异构网络的定义与多网协同挑战 190
7.1.2　互操作标准从LWA/LAA到5G NR-U 191
7.1.3　N3IWF与非3GPP核心网接入控制 192
7.1.4　多接入边缘计算在异构融合中的角色 193
7.2　频谱共存：免授权频段的公平竞争机制 194
7.2.1　免授权频段下的LBT信道接入与退避机制 194
7.2.2　Wi-Fi与LAA/NR-U的信道接入公平性准则 195
7.2.3　跨制式干扰检测与自适应静默策略 195
7.2.4　占空比调整与传输机会均等化 196
7.3　智能分流：异构网络中流量卸载优化策略 196
7.3.1　异构重叠覆盖场景描述与分流问题构建 197
7.3.2　基于OFDMA的系统吞吐量建模 197
7.3.3　最大化单用户吞吐量的优化模型与求解 199
7.3.4　性能评估与仿真分析 201
7.4　理论建模：异构资源分配与博弈分析 205
7.4.1　基于非合作博弈的分布式接入控制 205
7.4.2　非凸约束下的功率控制与频谱资源联合分配 207
7.4.3　SDN架构下基于网络流图论的全局调度 208
7.4.4　多维QoS约束下的能效优先卸载策略 210
7.5　本章小结 212
第8章　通感一体化与AI原生网络 213
8.1　频谱疆域：从6 GHz到太赫兹的极致探索 213
8.1.1　自动频率控制系统的架构演进与全频段治理 213
8.1.2　毫米波Wi-Fi的波束跟踪挑战与WiGig的融合重生 214
8.1.3　太赫兹通信在超短距无线“纳米”网络中的潜力 215
8.1.4　可见光通信与Wi-Fi的异构互补前景 216
8.2　感知革命：IEEE 802.11bf与通感一体化 217
8.2.1　基于信道状态信息的非接触式动作与环境识别 217
8.2.2　通信与感知波形的资源复用与折中 218
8.2.3　IEEE 802.11bf标准中的SENS物理层与MAC层协议 219
8.2.4　感知数据的安全边界与隐私保护机制 220
8.3　智慧内生：面向Wi-Fi 8的AI网络 222
8.3.1　超高可靠（UHR）场景下的确定性低时延技术 222
8.3.2　深度学习在信道预测与指纹定位中的应用 222
8.3.3　强化学习在多维资源联合调度中的实践 223
8.3.4　Wi-Fi运维的数字孪生网络与预测性维护 223
8.4　总结与展望：迈向无处不在的智能连接 224
8.4.1　从“随机”到“确定”的底层逻辑 224
8.4.2　迈向Wi-Fi 8与6G时代的四大关键趋势 225
8.4.3　挑战与愿景 225
专业术语缩写对照表 227
参考文献 232
作者相关论文 237