通道規(guī)劃密集的涵蓋范圍 - HEW將用戶密集環(huán)境中的每位用戶平均傳輸率提升至4倍以上

使用較少的通道規(guī)劃密集的涵蓋范圍變得十分困難，而此一現(xiàn)象也迫使網(wǎng)絡(luò)管理員必須重復(fù)使用附近基地臺(tái)中的信道。如果沒有注意且刻意進(jìn)行電源管理，使用者將會(huì)遇到同通道干擾，除了會(huì)減損效能之外，還會(huì)將通道較寬的既定優(yōu)勢(shì)一筆勾銷。在調(diào)變和編碼模式(MCS)8、9、10和11以最高數(shù)據(jù)速率傳送數(shù)據(jù)時(shí)，特別容易遇到低訊噪比的情況，因此格外容易使網(wǎng)絡(luò)效能受到影響。此外，在現(xiàn)有的802.11 網(wǎng)絡(luò)實(shí)作中，如果20MHz信道與80MHz信道重迭，不僅會(huì)造成80MHz通道無法使用，用戶也會(huì)以較窄的通道進(jìn)行傳輸。也就是說，在高密度網(wǎng)絡(luò)中實(shí)作802.11ac的通道共享，將損及80MHz通道的優(yōu)勢(shì)，并以20MHz通道進(jìn)行傳輸。

802.11ax PHY變更
802.11ax標(biāo)準(zhǔn)在物理層導(dǎo)入了多項(xiàng)大幅變更。然而，它依舊可向下兼容于802.11a/b/g/n與ac裝置。正因如此，802.11ax STA能與舊有STA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和接收，舊有客戶端也能解調(diào)和譯碼802.11ax封包表頭檔(雖然不是整個(gè)802.11ax封包)，并于802.11ax STA傳輸期間進(jìn)行輪詢。表1顯示此一標(biāo)準(zhǔn)修正最重要的變更以及與現(xiàn)行802.11ac的對(duì)照。

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請(qǐng)注意，802.11ax標(biāo)準(zhǔn)將在2.4GHz和5GHz頻帶運(yùn)作。此規(guī)格定義了4倍大的FFT，以及數(shù)量更多的子載波。不過，802.11ax也涵蓋了一項(xiàng)重大變更：將子載波間距縮減到先前802.11標(biāo)準(zhǔn)的四分之一，以保留現(xiàn)有的通道帶寬(圖4)。

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圖4　更窄的子載波間距

OFDM符碼持續(xù)期間和循環(huán)前綴區(qū)段(Cyclic Prefix, CP)也提高4倍，一邊維持與802.11ac相同的原始鏈接數(shù)據(jù)速率，一邊提升室內(nèi)/室外和混合式環(huán)境的效率及穩(wěn)固性。不過，ax標(biāo)準(zhǔn)會(huì)于室內(nèi)環(huán)境中指定1024-QAM和較低的循環(huán)式前置區(qū)段比，以利實(shí)現(xiàn)最高的數(shù)據(jù)速率。

波束成形

802.11ax將采用與802.11ac相似的明確波束成形程序。在這個(gè)程序中，波束成形器會(huì)使用Null數(shù)據(jù)封包啟動(dòng)信道探測(cè)程序，而波束成形接收端則會(huì)量測(cè)通道，并使用波束成形反饋架構(gòu)(當(dāng)中包含壓縮的反饋矩陣)做出回應(yīng)。波束成形器將使用這項(xiàng)信息來運(yùn)算信道矩陣H。隨后，波束成形接收端就能使用這個(gè)通道矩陣，將射頻能量運(yùn)用在每位使用者身上。

多用戶作業(yè)：MU-MIMO與OFDMA
802.11ax標(biāo)準(zhǔn)采用了兩種作業(yè)模式，分別是單一使用者與多使用者。在單一用戶序列模式中，只要無線STA一取得媒體存取權(quán)，就會(huì)每次進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)傳送和接收作業(yè)。在多用戶模式下，可同步進(jìn)行多個(gè)非AP STA作業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將此一模式進(jìn)一步劃分成下鏈和上鏈多使用者。
．下鏈多使用者是指由AP同時(shí)提供給多個(gè)相關(guān)無線STA的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的802.11ac已具備這項(xiàng)功能。
．上鏈多使用者則涉及同時(shí)從多個(gè)STA傳輸數(shù)據(jù)至AP。這是802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的新功能，且不存在于任何舊版Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)中。

在多用戶作業(yè)模式中，標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)指定兩種方式來為特定區(qū)域內(nèi)更多用戶進(jìn)行多任務(wù)：多使用者M(jìn)IMO(MU-MIMO)和正交頻分多任務(wù)存取(OFDMA)。無論為上述何種方式，AP都會(huì)充當(dāng)多用戶作業(yè)內(nèi)的中央控制器，這點(diǎn)與LTE基地臺(tái)用來控制多使用者多任務(wù)的方式相似。此外，802.11ax AP也可將MU-MIMO和OFDMA作業(yè)結(jié)合在一起。

在MU-MIMO方面，802.11ax裝置會(huì)效法802.11ac實(shí)作，使用波束成形技術(shù)將封包同步導(dǎo)向位于不同空間的使用者。換言之，AP將為每位用戶計(jì)算通道矩陣，然后將同步波束導(dǎo)向不同用戶，而每道波束都會(huì)包含適用于所屬目標(biāo)用戶的特定封包。802.11ax每次最多可傳送8個(gè)多使用者M(jìn)IMO傳輸，遠(yuǎn)高于802.11ac的4個(gè)。此外，每個(gè)MU-MIMO傳輸都具備專屬的MCS以及不同數(shù)量的空間串流。打個(gè)比方，使用MU-MIMO空間多任務(wù)時(shí)，AP的角色就等同于以太網(wǎng)絡(luò)交換器，能減少自大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)至單一端口的網(wǎng)域沖突。

MU-MIMO上鏈導(dǎo)向提供了一項(xiàng)新功能：AP將透過觸發(fā)訊框的方式啟動(dòng)來自每個(gè)STA的同步上鏈傳輸。當(dāng)多使用者的響應(yīng)與自身的封包一致時(shí)，AP就會(huì)將通道矩陣套用至已接收的波束，并區(qū)分每道上鏈波束包含的信息。另外，如圖5所示，AP也能啟動(dòng)上鏈多使用者傳輸，以接收來自所有參與STA的波束成形反饋信息。

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圖5　波束成形器(AP)要求信道信息以進(jìn)行MU-MIMO作業(yè)