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。
: E9 ~% F# L3 K4 `
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。
2 k1 K  x2 c; Q: Q7 y( m
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。

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。
4 K9 @7 g4 Z. c& r: b5 E2 t& w
  C1 Y' U; _+ v, {: B8 o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。
0 J5 J; \: u) n
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。

2 b( v' q$ S" H0 t* s0 C. y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。
0 ~4 Y/ y3 @* k! _/ P! V: \
) g# E& Z) q4 `3 H6 u, j& k802.11ax的主要功能：
0 R. N7 c' {$ C. h( N" _& |
; K- z: x, Q( SIEEE 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：
# `# S% n& |( S) l2 A. E
/ S$ N1 ?! H7 n! q+ H4 M1. OFDMA技术：

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。
) H0 ]2 d9 p1 x# }+ [" {1 i
4 M8 c6 C+ S- A0 A6 Y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：

9 h1 S9 ?, r* ~3 s( PMU-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。

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：

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。
! \% O, P- R" J, ?, K  V- ~
: G) F& Y. }0 d8 Q, V7 P- g4. 高阶调制：
9 u5 i+ z# U9 V7 f1 k
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%。

5. OFDM信条：
( a0 D* A! G" }. W
$ L( L1 X9 S3 j- X: a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。

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。
% b/ L/ Y* z! k6 U
& `2 Z. g$ O6 D& W7. 降低功耗：
' y+ L% I" \6 B' w! v% H
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。
  F1 m: W. M6 M
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