获封第六代Wi-Fi的802.11ax：到底强大在哪儿？

805

今年10月份，WiFi联盟将基于IEEE 802.11ax标准的WiFi正式纳入“麾下”，即成为第六代WiFi技术——WiFi 6。
' B/ @1 }$ i) ]$ {
据悉，802.11ax是由IEEE标准协会的TGax工作组制定，2014年5月成立。在2016年11月和2017年9月，第一版和第二版标准草案被提出，但未获802.11ax工作小组75%以上成员投票认可。目前第三版，即3.0草案仍在商讨中，预计2019年完成正式标准化。

0 a# o3 j. C* t8 a" ?. T对很多人来说，WiFi几乎每天都与我们相伴。从办公室到家里，从火车站到咖啡店，处处都有WiFi。尤其是繁忙的火车站和飞机场以及大学等人群聚集之处，众多的AP隐藏在人们视线之中，为无数的客户端设备提供服务。
7 E) O4 i8 M1 ]# k" ?/ E( @
2 W5 Q" n) f; ^- m$ a- P& O) ?为推进WiFi发展和满足人们越来越高的期望，IEEE和WiFi联盟着手提高WiFi性能，特别是覆盖范围重叠的区域。

事实上，手机和PC的互联网服务并不是WiFi的唯一用途。越来越多的物联网传感器在许多地方都在使用WiFi连接，但是一些限制却阻碍了它的采用。
" G; v' A) o8 L. L% B2 s/ v8 j
802.11ax可有效分配低数据速率连接，提高物联网传感器电池使用寿命，并扩展WiFi信号范围。这有利于推动市场发展。

同时，802.11ax进行了一些并行开发，类似802.11n和802.11ac。在IEEE完成基础规范之前，WiFi联盟开始进行认证测试。面对商业化压力，AP和设备供应商有望在WiFi联盟认证前发布“预标准”设备。

802.11ax的主要功能：
) E( G% [3 H1 v4 r! R
IEEE 802.11ax有超过50项功能，但不会全部经过认证和用于市场。主要有：
0 W% B- `* \+ x3 v5 n3 v
) O0 l% d. m% \" z$ {1. OFDMA技术：
* w7 `" v. M2 v& a) r2 F2 N
8 y9 N3 f' r* X之前的WiFi标准采用的都是OFDM(正交频分复用)调制方式，存在一些问题。比如，采用该方式的设备网络中同一帧中只有一个标准的数据包;当用户占用整个信道，随着用户数量的增多，用户之间的数据请求会发生冲突。

而802.11ax则采用OFDMA(正交频多址)，它不仅提高用户数据速率，而且减少延迟，特别是对大量具有短帧或低数据速率要求的设备，比如物联网设备。

- ~9 X% m$ e/ [8 H. R- s同时，它具有一种多用户能力，可以把各种大小的数据包从调制的角度组合在一起，系统开销可以通过共享而降低，并能同时支持上行和下行，因而效率得到提高。据悉，上行链路和下行链路OFDMA都是WiFi联盟11ax认证的强制要求。

2. MU-MIMO技术：

MU-MIMO即多用户输入输出技术，主要应用于802.11ac WAVE2的技术。相较应用在802.11n上的MIMO(多天线传输)技术而言，主要改善了路由器天线闲置的情况，允许路由器分割天线，独立地为不同的设备传输。
/ }+ `" b3 r8 i
它通过允许多个设备同时传输，利用多径空间信道来提高网络容量。802.11ax通过增加下行链路多用户MIMO组的大小来改进802.11ac，从而实现更高效的操作。

3. 发射波束成形：
4 |% Z) m6 v6 K  {4 c+ i
8 @) H7 ~1 c- L9 A% x" S: w) v$ R( Q在现有的功能中，接入点使用若干发射天线在接收机的天线上可以实现信号最大化。它提高了数据速率并扩展了范围。虽然802.11ax接入点最多可集成4个天线(尽管规格允许更多)，但预计2019年将发布8个天线的802.11ax接入点。
' V4 b+ I+ ?! ~1 u# n
4. 高阶调制：

据悉，802.11ax的最高调制级别从256-QAM扩展到1024-QAM。在良好的情况下，这大大提高了数据速率，并带来更好的用户体验。与802.11ac相比，802.11ax的峰值速率提高25%。
* R  {: @$ H7 f4 t
5. OFDM信条：

- J7 o2 o0 Q1 b8 I* ^正交频分复用(OFDM)信条是802.11的RF构建块，由于技术原因、子载波间隔、符号持续时间和FFT大小都在802.11ax中改变，以允许小OFDMA子信道的有效操作。

) t- Z/ G# H( m/ ]% {6. 户外操作：

802.11ax的许多功能改善了户外性能。最重要的是一种新的数据包格式，其中重复最敏感的字段来获得稳健性。其他功能包括，更长的保护间隔和引入冗余以允许错误恢复的模式。
% r! c) o- b) P( I& F
4 y/ Q9 x3 K9 x& X7. 降低功耗：
2 I- x) e3 |( @  l( n4 T$ d+ N2 @
现有省电机制辅以新机制，允许设备更长的睡眠间隔和预定的唤醒时间，来降低客户端设备的功耗。此外，对于物联网设备，仅20MHz通道模式支持更简单、功耗更低的芯片。

未来一段时间对WiFi充满着机遇和挑战。WiFi必须不断提高性能，克服自身成功带来的无执照频段拥堵，并且变得对物联网开发者越来越有吸引力
$ C8 L( k) K4 h* e8 h5 C0 a