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第六代WIFI誕生，802.11ax獲封WiFi 6

作者：深方科技時間：2019-06-27 來源：caowo.com.cn

摘要：10月3日，WiFi聯(lián)盟將基于IEEE 802.11ax標準的WiFi正式納入正規(guī)軍，成為第六代WiFi技術(shù)，即WiFi 6。作為第六代WiFi技術(shù)，WiFi 6究竟有多強？在解讀這個問題之前，...

10月3日，WiFi聯(lián)盟將基于IEEE 802.11ax標準的WiFi正式納入正規(guī)軍，成為第六代WiFi技術(shù)，即WiFi 6。

作為第六代WiFi技術(shù)，WiFi 6究竟有多強？在解讀這個問題之前，我們先要有一個小插曲。WiFi聯(lián)盟在確定第六代WiFI的同時，為了更易于用戶理解，還正式公布了采用數(shù)字的新的命名標準。

WiFi新命名標準

在WiFi聯(lián)盟最新公布的命名系統(tǒng)中，用數(shù)字大小按時間順序（也是性能的強弱順序）依次取代了原有復雜的技術(shù)命名方式，用戶可以通過數(shù)字大小來識別WiFi標準的性能，包括速率、吞吐量、用戶體驗等。例如，就性能而言，WiFi 6 > WiFi 5就顯而易見。

這樣的方式也可用于指定先前的WiFi標準，并可用戶識別使用相應WiFi標準的設備。例如，802.11n或802.11ac。數(shù)字序列包括：

● WiFi 6用于識別支持802.11ax技術(shù)的設備

● WiFi 5用于識別支持802.11ac技術(shù)的設備

● WiFi 4用于識別支持802.11n技術(shù)的設備

另外，在識別WiFi設備網(wǎng)絡連接方面，也用到了新的UI圖標。圖標將通過顯示W(wǎng)iFi信號指示符和連接的數(shù)字表示。當用戶在提供不同用戶體驗的WiFi網(wǎng)絡之間移動時，圖標也將會進行相應調(diào)整。當用戶設備顯示伴有數(shù)字6的信號指示符圖標時，表示該設備正在使用WiFi 6。

WiFi 6技術(shù)能力的提升

WiFi 6，也就是802.11ax，曾在2016年11月和2017年9月分別提出了第一版和第二版標準草案，然而均未能獲得802.11ax工作小組75%以上成員投票認可，目前的第三版，也就是3.0版本草案仍在商討中，預計會在2019年完成正式標準化。

雖然正式標準化并未完成，但是并不影響802.11ax的技術(shù)發(fā)展。

與前代相比（802.11ac），802.11ax主要目標是在密集用戶環(huán)境中將用戶的平均吞吐量提高至少4倍。這自然就需要在技術(shù)能力上有足夠的提升，就具體技術(shù)提升，本文主要從MU-MIMO、OFDMA、MCS三方面進行分析。

首先是MU-MIMO技術(shù)。MU-MIMO即多用戶輸入輸出技術(shù)，也是主要應用于802.11ac WAVE2的技術(shù)。相較應用在802.11n上的MIMO（多天線傳輸）技術(shù)而言，主要改善了路由器天線閑置的情況，允許路由器分割天線，獨立地為不同的設備傳輸。

2015年推出的802.11ac Wave 2一個主要特性是應用了MU-MIMO技術(shù)，使得其AP節(jié)點可以同時向多個支持MU-MIMO的客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包，解決了無線路由器之前一次只能和一個終端通信的問題。802.11ac Wave 2當時支持的最大規(guī)格是4×4 MU-MIMO，可以同時向4個終端共享下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包。

相較而言，802.11ax擁有8×8 MU-MIMO，可以同時向8個終端共享上行、下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包。另外，采用802.11ax標準的設備從AP向終端發(fā)送數(shù)據(jù)包時，一個數(shù)據(jù)包可以面向多個終端節(jié)點發(fā)送，而且這幾個終端節(jié)點也能夠協(xié)調(diào)，同時向AP端、網(wǎng)絡上行發(fā)送數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包同時到達AP，AP也可以解碼、同時接收所有的數(shù)據(jù)包，因此效率就有所提高。

然后是OFDMA技術(shù)。802.11ac及之前WiFi標準采用的都是OFDM（正交頻分復用）調(diào)制方式，是多載波傳輸方案實現(xiàn)方式之一。采用該方式的設備的網(wǎng)絡中在同一幀里只有一個標準的數(shù)據(jù)包，傳給客戶端的時候不管幀的大小，從網(wǎng)絡協(xié)議的角度來看，在信道發(fā)送方面額外的系統(tǒng)開銷都是一樣的。另外，在OFDM系統(tǒng)中，用戶占用了整個信道，隨著用戶數(shù)量的增多，用戶之間的數(shù)據(jù)請求會發(fā)生沖突，從而導致當這些用戶發(fā)送請求數(shù)據(jù)時，服務質(zhì)量較差。

802.11ax采用的是OFDMA（正交頻分多址）調(diào)制方式，該技術(shù)是OFDM技術(shù)的演進。OFDMA如今已經(jīng)在蜂窩網(wǎng)絡中普遍應用，其可以把各種大小的數(shù)據(jù)包從調(diào)制的角度組合在一起，系統(tǒng)開銷可以通過共享而降低，并能同時支持上行和下行，因而效率得到提高。同時，OFDMA的符號的長度也得以增長，每一個調(diào)制信號的符號長度變成802.11ac的4倍。調(diào)制的長度越長，在多路徑的情況下，AP端、客戶端就能有更多的機會可以充分利用多路徑，通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實際應用場景中，特別是遠距離傳輸?shù)臅r候，在多路徑比較強的情況下，解碼能力增強，接受的穩(wěn)定性也更大了。

MCS（調(diào)制與編碼策略）的提升。這里涉及到的是QAM，即正交振幅調(diào)制，正交振幅調(diào)制正交載波調(diào)制技術(shù)與多電平振幅鍵控的結(jié)合。802.11ac最高只支持256-QAM，802.11ax可以支持到1024-QAM。由于調(diào)制碼的密度越大，承載的數(shù)據(jù)量也就越大，802.11ax相較802.11ac在承載數(shù)據(jù)量的能力上提高了2到3倍。如果從數(shù)據(jù)角度來看，單條空間流80M帶寬的關聯(lián)速率從433Mbps提升到了600.4Mbps，理論最大關聯(lián)速率（160M帶寬，8條空間流）從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

802.11ax支持2.4GHz和5GHz雙頻段，也繼承了WiFi的向下兼容的特性。關于802.11ac與802.11ax在頻段、信道帶寬、FFT大小、副載波間隔、數(shù)據(jù)傳輸速率等方面的具體性能對比，見下表：

WiFi 6的應用場景

據(jù)此前高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Jason Tao表示，802.11ax標準的優(yōu)勢主要在城市密集使用環(huán)境、企業(yè)級應用、運營商網(wǎng)絡分流中將得以凸顯。

一是城市里面密集度非常高的使用環(huán)境。802.11ax對辦公、公寓、密集型住宅甚至室外的應用都有很大的提高；

二是企業(yè)級的應用。這也是現(xiàn)在非?？春玫?、最早采納802.11ax標準的應用場景之一。因為企業(yè)級應用基本把所有的關鍵業(yè)務都搬到了WiFi網(wǎng)絡，有線網(wǎng)絡連接已經(jīng)很少見了。無論是終端設備接到云端，還是應用于教育領域的電子課室都是在WiFi網(wǎng)絡上實現(xiàn)的。802.11ax使這些服務比以前的可靠度更高，支持的客戶端數(shù)量也更大。比如說電子教室，以前如果是100多位學生的大課授課形式，傳輸視頻或是上下行的交互挑戰(zhàn)都比較大，802.11ax會使應用場景的可靠度和使用效果有很好的提升。

第三，新增應用場景是對運營商網(wǎng)絡分流起到了重要的輔助作用。LTE網(wǎng)絡對移動終端的上網(wǎng)和數(shù)據(jù)流量方面確實起到了很大的改善作用，但LTE的網(wǎng)絡對運營商來說不管是帶寬還是網(wǎng)絡的部署都比較昂貴，所以很多情況下運營商都愿意把其中一部分業(yè)務分流到WiFi網(wǎng)絡上，因為WiFi網(wǎng)絡相對更加經(jīng)濟實惠。但之前的WiFi網(wǎng)絡存在穩(wěn)定性或者帶寬上的挑戰(zhàn)，隨著802.11ax技術(shù)的演進，從LTE網(wǎng)絡分流過來的應用場景的用戶體驗會比以前更好。

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