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Wi-Fi 6到底有什么特別？

發(fā)布人：傳感器技術(shù) 時間：2024-08-07 來源：工程師 發(fā)布文章
▋ 什么是Wi-Fi 6 ？



Wi-Fi 6，是Wi-Fi聯(lián)盟給IEEE Std. P802.11ax起的別名。
眾所周知，以前我們的Wi-Fi都是叫作802.11a/b/n/g/ac/ax之類的名字。這種命名方式實在容易讓人混亂，無法輕易看出先后順序。所以，從802.11ax開始，以數(shù)字的方式進行命名。

目前負責(zé)Wi-Fi 6標準制定的，是IEEE標準協(xié)會的TGax工作組。當(dāng)前版本是Draft 4.20（D1,D2 都曾經(jīng)分別提交但是投票沒通過，D3通過了小組投票，又回爐重造了一次）。
從目前來看，802.11ax標準并未正式完成提交，不過大概框架已經(jīng)確立，正處于贊助商投票階段。
圖片Wi-Fi 6標準制定時間表


預(yù)計TGax項目組2020年1月份提交正式版本給802.11小組驗證通過。


Wi-Fi聯(lián)盟是一個非營利性行業(yè)組織，不過它擁有Wi-Fi的商標，主要負責(zé)Wi-Fi認證和授權(quán)，當(dāng)然也會參與802.11系列標準制定。通過Wi-Fi 6產(chǎn)品驗證的設(shè)備可以在設(shè)備上加上Wi-Fi 6認證標簽，大概就長這樣：


圖片


請注意Wi-Fi 6商標和802.11ax標準的關(guān)系，實際上因為IEEE TGax工作組和Wi-Fi聯(lián)盟的成員企業(yè)很大程度上是一致的，所以模糊點講，Wi-Fi 6驗證通過就等于支持了802.11ax也沒錯。


▋ Wi-Fi 6 有哪些改進？
其實對比近些年的通信標準（5G/Wi-Fi 6），可以感覺到未來幾年通信行業(yè)的關(guān)注重點始終是物聯(lián)網(wǎng)。這一代的新接入標準也主要在考慮密集終端、低功耗和大帶寬接入。
具體的做法有這么幾個：


  • OFDM→OFDMA

  • 支持目標喚醒時間(TWT）來降低功耗提高電池壽命

  • 使用1024-QAM提高吞吐量，最高支持8x8 MIMO

  • 支持空間復(fù)用和著色






嗯....弱弱的說一下，這些進步大部分都是LTE系統(tǒng)里已經(jīng)有的（1024QAM在5G里有）。
下面我們來分別看看這些方面的改進：
1、OFDM→OFDMA


延續(xù)802.11ax所帶來的MU-MIMO，同時把原本的OFDM變?yōu)镺FDMA，這里增加的A意思是可以用以多址接入，把載波分配給不同的用戶來提高系統(tǒng)用戶連接容量。


圖片

ax/ac/n對比
在以往的Wi-Fi協(xié)議中，比如802.11ac對多個無線接入用戶采用空間分隔(MU-MIMO）或者時間分隔（輪流傳輸/EDCA）的方式支持，而OFDMA意味著增加了另外一種多用戶資源分配方式--頻分。


圖片OFDM和OFDMA多用戶資源對比，圖片來自cisco
這樣原本W(wǎng)i-Fi中的最小資源單元只是時間幀，現(xiàn)在變成了一種類似LTE中的時/頻資源塊，可以支持更加細粒度的無線資源分配，比如把不同的資源塊分配給不同用戶。


圖片圖片來自https://zhuanlan.zhihu.com/p/24416610
2、目標喚醒時間 TWT


Wi-Fi 6延續(xù)了802.11ah中的TWT（Target Wake Time）功能，這是一種設(shè)備資源調(diào)度方式。
它允許設(shè)備和接入節(jié)點之間協(xié)商自己在進入休眠之后什么時候被喚醒，而不是從前的定時接入網(wǎng)絡(luò)，支持Wi-Fi 6的接入點可以把客戶端設(shè)備分組到不同的TWT周期，從而分組定時喚醒，這樣也有助于減少信道爭用設(shè)備的數(shù)量。


圖片TWT功能
3、1024QAM


OFDM波形通常采用QAM（正交幅度調(diào)制）作為調(diào)制方式，


圖片

QAM示意圖 圖片來自cisco


顧名思義，1024-QAM可以讓單個符號傳遞10bit （1024=2的10次方） 數(shù)據(jù)，這是提高無線系統(tǒng)速度非常有效的方式。也正因為1024-QAM，單個天線可以實現(xiàn)千兆級數(shù)據(jù)傳輸。


圖片


同時WiFi 6可以支持8x8的MIMO，當(dāng)然目前手機并不支持這么高的MIMO層數(shù)，因為天線放不下。


所以目前Wi-Fi 6的最高理論速度大約是：2.4Gbps(4x4 MIMO@80MHz)4.8Gbps(8x8 MIMO@80MHz)4.8Gbps(4x4 MIMO@160MHz）9.6Gbps(8x8 MIMO@160MHz)
上面的80/160MHz指的是單載波帶寬。


從提高單載波帶寬和調(diào)制階數(shù)來看，Wi-Fi 6的速度毫無疑問是會提高的，即使手機不支持8x8 MIMO也會...


不過問題是，大家家里寬帶有那么快嗎.....


4、空間重用(Spatial Reuse）和染色


這也是LTE系統(tǒng)中已經(jīng)采用很久的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的變種。
往常Wi-Fi作為一種無線局域網(wǎng)，并不考慮太多不同接入節(jié)點之間的組網(wǎng)和同頻干擾問題，如果需要部署這種網(wǎng)絡(luò)的話可以尋找更專業(yè)的組網(wǎng)人員，但是隨著Wi-Fi應(yīng)用越來越廣泛，中大范圍場景覆蓋（比如企業(yè)大樓）正在成為廣泛的問題。（當(dāng)然也有可能是因為大家房子越來越大了）


這種中大型場景中，很常見存在比如一個手機同時受到兩個不同無線接入點信號，但是是同一個無線局域網(wǎng)絡(luò)（同BSS/SSID）的情況。


針對這種情況，Wi-Fi 6 提供一種BSS染色機制，如果手機收到的信號來自同頻段的相同無線局域網(wǎng)絡(luò)（比如來自兩個中繼器），那么手機會及時識別干擾信號并調(diào)高識別門限，及時停止接收來避免干擾。


▋ Wi-Fi 6 與 5G 的關(guān)系
其實主要區(qū)別是應(yīng)用場景不同，正是因為應(yīng)用場景不同，雖然5G和Wi-Fi 6中采用了很相似的無線通信技術(shù)，但是實際上用戶的體驗并不相同。現(xiàn)在的各種5G轉(zhuǎn)Wi-Fi方案也正是因為目前的運營商網(wǎng)絡(luò)并不能很好解決無線局域網(wǎng)中用戶要求的私密性問題。SIM卡倒不是問題，因為現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都在用eSIM卡，支持空中讀寫，不需要手換。


更詳細的請參見這個回答：https://www.zhihu.com/question/307558418/answer/568526548
以防大家混淆，需要強調(diào)新聞描述中這一段，


另據(jù)國外媒體報道，在車聯(lián)網(wǎng)和汽車之間的通信技術(shù)上，目前全世界出現(xiàn)了5G技術(shù)和Wi-Fi之間的競爭。大眾集團、雷諾集團、豐田汽車、通用汽車、恩智浦等公司支持使用Wi-Fi技術(shù)，但是寶馬、戴姆勒、福特、日產(chǎn)、標致雪鐵龍、博世、德國電信、英特爾、高通和三星等公司則支持使用5G技術(shù)。
和運營商的C-V2X通信競爭的是802.11p, 是為車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的用于專用短距通信(DSRC）協(xié)議，跟用以無線局域網(wǎng)的802.11 a/g/n/ac/ax系列不一樣。車企們支持DSRC還是5G，這是一個利益問題，和技術(shù)應(yīng)用場景沒什么關(guān)系，也和Wi-Fi續(xù)命沒什么關(guān)系。


只要存在無線局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)私密性傳輸要求，Wi-Fi就很難消失。
—— The End ——

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