解讀Wi-Fi4/5/6/6E標(biāo)準(zhǔn)是什么

來(lái)源：RF技術(shù)社區(qū)

本文來(lái)自Qorvo公眾號(hào)

Wi-Fi 聯(lián)盟即將推出另一項(xiàng)增強(qiáng)功能——進(jìn)一步推進(jìn)采用 Wi-Fi 6E 的下一代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。在此篇博客文章中，Tony Testa 和 Jaidev Sharma 幫助我們厘清當(dāng)今及未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的 Wi-Fi 4、5、6 與 6E 標(biāo)準(zhǔn)。

問(wèn):請(qǐng)問(wèn) Tony 和 Jaidev，當(dāng)今無(wú)線產(chǎn)品采用的最新 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)是什么？

答：自 20 多年前 Wi-Fi 發(fā)布以來(lái)，隨著新應(yīng)用和新技術(shù)的出現(xiàn)，這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)生了變化。每個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)都建立在先前標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，并增加了速度、性能和信號(hào)可靠性方面的改進(jìn)。如今，只有少數(shù) Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)在使用；消費(fèi)產(chǎn)品中最流行的三種標(biāo)準(zhǔn)為 802.11n、ac 和 ax；也稱為 Wi-Fi 4、5 和 6。讓我們?cè)诟叩膶用婊仡櫼幌逻@三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以及它們之間的一些差異：

Wi-Fi 4 是我們首次看到在 Wi-Fi 產(chǎn)品中添加了多輸入多輸出（MIMO）功能，其增加了 40MHz 的帶寬。MIMO 中的獨(dú)立 RF 流在并行的獨(dú)立信道中運(yùn)行，從而使信道寬度加倍，單個(gè) 20MHz 信道提供了兩倍的數(shù)據(jù)速率。它支持多達(dá) 4 個(gè)空間流（4-MIMO），以提高整體吞吐量，使理論峰值吞吐量達(dá)每秒 600 兆位。

Wi-Fi 5 使 MIMO 更進(jìn)一步，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 8-MIMO 空間流的更寬帶寬，即在 5GHz 頻段達(dá)到 160MHz 的帶寬。此外，為了獲得更高的容量和數(shù)據(jù)速率，調(diào)制方式從 64 QAM（正交幅度調(diào)制）升級(jí)到 256 QAM；此外，Wi-Fi 5 還帶來(lái)了多重 MIMO?？傮w而言，它增加了信道綁定，為單個(gè)用戶實(shí)現(xiàn)多個(gè)流的功能；它還允許同時(shí)向多個(gè)客戶端直接發(fā)送空間流，以提升網(wǎng)絡(luò)效率。Wi-Fi 5 是首個(gè)引入波束成型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。波束成型使天線能夠指向特定設(shè)備定向發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，從而將干擾降至最低，并為每個(gè)用戶優(yōu)化無(wú)線連接。

問(wèn):對(duì)于 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 這兩個(gè)最新標(biāo)準(zhǔn)，您能否分享一些更多的信息，來(lái)總結(jié)一下其調(diào)制方案的不同之處？

答：Wi-Fi 5 標(biāo)準(zhǔn)采用具備 256 QAM 調(diào)制能力的正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)來(lái)傳遞數(shù)據(jù)包。在 OFDM 下，無(wú)論是傳輸視頻還是發(fā)送簡(jiǎn)單文本消息，設(shè)備均使用固定帶寬（即 20/40/80/最高 160 MHz）來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳遞。這意味著每個(gè)用戶在傳送數(shù)據(jù)包時(shí)并不總是獲得相同的體驗(yàn)，而是要取決于他們?cè)趥鬏旉?duì)列中的位置（即較早進(jìn)入數(shù)據(jù)隊(duì)列中的用戶比較晚進(jìn)入隊(duì)列中的用戶會(huì)獲得更快的數(shù)據(jù)體驗(yàn)）。

但是，對(duì)于 Wi-Fi 6，其使用正交頻分復(fù)用訪問(wèn)（OFDMA）技術(shù)，允許資源單元根據(jù)用戶的需求來(lái)劃分帶寬，以更快的速度為每個(gè)用戶提供相同的體驗(yàn)；因此，對(duì)于 OFDMA，相同的帶寬可帶來(lái)更有效的數(shù)據(jù)傳輸。隨著升級(jí)到 1024 QAM，每個(gè)符號(hào)獲得更多位元——達(dá)到每個(gè)符號(hào) 10 位；而 256 QAM 為 8 位。因此，位數(shù)越多，數(shù)據(jù)越多，數(shù)據(jù)的傳輸效率就越高。另外，OFDMA 的使用減少了子載波之間的空間，將更多資源單元打包到每個(gè)數(shù)據(jù)傳遞的有效載荷中。

問(wèn):Wi-Fi 6 升級(jí)到 6GHz 頻段引發(fā)業(yè)界熱議，您能否詳細(xì)說(shuō)明它對(duì)設(shè)備的影響?

答：從 4G 開始到現(xiàn)在的 5G，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和 Wi-Fi 技術(shù)一直共享頻率帶寬，以容納用戶容量。實(shí)際上，為滿足客戶需求，5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò)要求更多——由于需要更大帶寬來(lái)滿足 5G 用例的要求，目前的 5GHz Wi-Fi 將難以幫助蜂窩網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)負(fù)載，尤其是在室內(nèi)通信場(chǎng)景中。

其解決方案是將 Wi-Fi 帶寬范圍增加到 6GHz，以改善蜂窩切換性能和提升用戶服務(wù)質(zhì)量。6GHz 非常適合推動(dòng) Wi-Fi 的發(fā)展，它實(shí)現(xiàn)了清晰的頻譜，并減少了 2.4GHz 和 5GHz 頻段上 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 設(shè)備的干擾；它還帶來(lái)更寬廣的可用信道——足以容納 14 個(gè)額外的 80MHz 信道和 7 個(gè)額外的 160MHz 信道。此外，這為 Wi-Fi 7 及更高版本規(guī)范（如正在制定中 320MHz 帶寬）提供了前瞻性功能。

例如，在 2020 年消費(fèi)電子展（CES）期間，Wi-Fi 聯(lián)盟宣布了其對(duì) 6GHz 頻譜的行業(yè)支持，并正式命名為“Wi-Fi 6E”。Wi-Fi 聯(lián)盟總裁兼 CEO Edgar Figueroa 表示：“ 6GHz 將有助于滿足對(duì) Wi-Fi 頻譜容量不斷增長(zhǎng)的需求，以確保 Wi-Fi 用戶繼續(xù)通過(guò)其設(shè)備獲得相同的出色體驗(yàn)。Wi-Fi 聯(lián)盟現(xiàn)推出 Wi-Fi 6E 以確保行業(yè)在通用術(shù)語(yǔ)和名稱上保持一致，讓W(xué)i-Fi 用戶在頻譜可用時(shí)識(shí)別支持 6GHz 工作的設(shè)備?！?/p>

問(wèn):關(guān)于Qorvo何時(shí)推出6GHz Wi-Fi 6的產(chǎn)品，您能否做出相應(yīng)的預(yù)期？

答：我們擁有一套完整的 Wi-Fi 6 產(chǎn)品組合，涵蓋 2.4GHz 和 5GHz。關(guān)于新的 6GHz 頻段，Qorvo 一直致力于全新前端模塊（FEM）的開發(fā)，其中一些于最近的 2020 CES 大會(huì)期間，在客戶和合作伙伴的展位上進(jìn)行了展示。我們將擁有 6GHz FEM 及濾波器的完整RF產(chǎn)品組合，從而在我們的客戶推出相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，為這一新頻譜帶來(lái)支持。

所有 Wi-Fi 設(shè)備細(xì)分領(lǐng)域在參數(shù)要求（即電壓、輸出功率和工作頻率）方面略有不同，這一全新 Wi-Fi 6E 標(biāo)準(zhǔn)也不例外。鑒于它仍處于早期階段，并仍在評(píng)估和確定最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，因此我們也正積極與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)、客戶和合作伙伴協(xié)作，以幫助打造新的 6GHz 頻段產(chǎn)品。

例如，面向此類 6GHz 高頻率下的濾波要求具有非常窄的過(guò)渡頻帶，由此讓設(shè)計(jì)過(guò)程更為復(fù)雜。在這一更高的頻率范圍內(nèi)，以最小插損實(shí)現(xiàn)所需的抑制能力，從而滿足系統(tǒng)的隔離性能正變得越來(lái)越具挑戰(zhàn)性。Qorvo 推出的體聲波（BAW）以及其它寬帶濾波功能具有多個(gè)關(guān)鍵屬性，可幫助滿足此類解決方案的要求。我們已對(duì) BAW 產(chǎn)品進(jìn)行抽樣并提供了相關(guān)數(shù)據(jù)，也正在同客戶及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)緊密合作，以幫助滿足并建立核心行業(yè)要求。

關(guān)于作者

Tony Testa -- 無(wú)線連接業(yè)務(wù)部營(yíng)銷總監(jiān)

Tony Testa激發(fā)了Qorvo無(wú)線連接產(chǎn)品的創(chuàng)新。憑借20多年來(lái)對(duì)行業(yè)聯(lián)盟活動(dòng)的支持和豐富的客戶經(jīng)驗(yàn)，他協(xié)助工程師創(chuàng)建了最先進(jìn)的RF解決方案，對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

Jaidev Sharma -- 無(wú)線連接業(yè)務(wù)部應(yīng)用工程總監(jiān)

Jaidev Sharma及其硬件團(tuán)隊(duì)為全球客戶提供支持，以構(gòu)建創(chuàng)新的Wi-Fi /本地定位系統(tǒng)解決方案。他擁有超過(guò)12年的RF和系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，涉及多種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，例如Wi-Fi、IoT、LTE等。

審核編輯黃昊宇