第六代WiFi技術(shù)的802.11ax，具備哪些功能

今年10月份，WiFi聯(lián)盟將基于IEEE 802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的WiFi正式納入“麾下”，即成為第六代WiFi技術(shù)——WiFi 6。

據(jù)悉，802.11ax是由IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的TGax工作組制定，2014年5月成立。在2016年11月和2017年9月，第一版和第二版標(biāo)準(zhǔn)草案被提出，但未獲802.11ax工作小組75%以上成員投票認(rèn)可。目前第三版，即3.0草案仍在商討中，預(yù)計(jì)2019年完成正式標(biāo)準(zhǔn)化。

對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，WiFi幾乎每天都與我們相伴。從辦公室到家里，從火車(chē)站到咖啡店，處處都有WiFi。尤其是繁忙的火車(chē)站和飛機(jī)場(chǎng)以及大學(xué)等人群聚集之處，眾多的AP隱藏在人們視線之中，為無(wú)數(shù)的客戶(hù)端設(shè)備提供服務(wù)。

為推進(jìn)WiFi發(fā)展和滿足人們?cè)絹?lái)越高的期望，IEEE和WiFi聯(lián)盟著手提高WiFi性能，特別是覆蓋范圍重疊的區(qū)域。

事實(shí)上，手機(jī)和PC的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)并不是WiFi的唯一用途。越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)傳感器在許多地方都在使用WiFi連接，但是一些限制卻阻礙了它的采用。

802.11ax可有效分配低數(shù)據(jù)速率連接，提高物聯(lián)網(wǎng)傳感器電池使用壽命，并擴(kuò)展WiFi信號(hào)范圍。這有利于推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展。

同時(shí)，802.11ax進(jìn)行了一些并行開(kāi)發(fā)，類(lèi)似802.11n和802.11ac。在IEEE完成基礎(chǔ)規(guī)范之前，WiFi聯(lián)盟開(kāi)始進(jìn)行認(rèn)證測(cè)試。面對(duì)商業(yè)化壓力，AP和設(shè)備供應(yīng)商有望在WiFi聯(lián)盟認(rèn)證前發(fā)布“預(yù)標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)備。

802.11ax的主要功能：

IEEE 802.11ax有超過(guò)50項(xiàng)功能，但不會(huì)全部經(jīng)過(guò)認(rèn)證和用于市場(chǎng)。主要有：

1. OFDMA技術(shù)：

之前的WiFi標(biāo)準(zhǔn)采用的都是OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式，存在一些問(wèn)題。比如，采用該方式的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中同一幀中只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包;當(dāng)用戶(hù)占用整個(gè)信道，隨著用戶(hù)數(shù)量的增多，用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)請(qǐng)求會(huì)發(fā)生沖突。

而802.11ax則采用OFDMA(正交頻多址)，它不僅提高用戶(hù)數(shù)據(jù)速率，而且減少延遲，特別是對(duì)大量具有短幀或低數(shù)據(jù)速率要求的設(shè)備，比如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

同時(shí)，它具有一種多用戶(hù)能力，可以把各種大小的數(shù)據(jù)包從調(diào)制的角度組合在一起，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)可以通過(guò)共享而降低，并能同時(shí)支持上行和下行，因而效率得到提高。據(jù)悉，上行鏈路和下行鏈路OFDMA都是WiFi聯(lián)盟11ax認(rèn)證的強(qiáng)制要求。

2. MU-MIMO技術(shù)：

MU-MIMO即多用戶(hù)輸入輸出技術(shù)，主要應(yīng)用于802.11ac WAVE2的技術(shù)。相較應(yīng)用在802.11n上的MIMO(多天線傳輸)技術(shù)而言，主要改善了路由器天線閑置的情況，允許路由器分割天線，獨(dú)立地為不同的設(shè)備傳輸。

它通過(guò)允許多個(gè)設(shè)備同時(shí)傳輸，利用多徑空間信道來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)容量。802.11ax通過(guò)增加下行鏈路多用戶(hù)MIMO組的大小來(lái)改進(jìn)802.11ac，從而實(shí)現(xiàn)更高效的操作。

3. 發(fā)射波束成形：

在現(xiàn)有的功能中，接入點(diǎn)使用若干發(fā)射天線在接收機(jī)的天線上可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)最大化。它提高了數(shù)據(jù)速率并擴(kuò)展了范圍。雖然802.11ax接入點(diǎn)最多可集成4個(gè)天線(盡管規(guī)格允許更多)，但預(yù)計(jì)2019年將發(fā)布8個(gè)天線的802.11ax接入點(diǎn)。

4. 高階調(diào)制：

據(jù)悉，802.11ax的最高調(diào)制級(jí)別從256-QAM擴(kuò)展到1024-QAM。在良好的情況下，這大大提高了數(shù)據(jù)速率，并帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗(yàn)。與802.11ac相比，802.11ax的峰值速率提高25%。

5. OFDM信條：

正交頻分復(fù)用(OFDM)信條是802.11的RF構(gòu)建塊，由于技術(shù)原因、子載波間隔、符號(hào)持續(xù)時(shí)間和FFT大小都在802.11ax中改變，以允許小OFDMA子信道的有效操作。

6. 戶(hù)外操作：

802.11ax的許多功能改善了戶(hù)外性能。最重要的是一種新的數(shù)據(jù)包格式，其中重復(fù)最敏感的字段來(lái)獲得穩(wěn)健性。其他功能包括，更長(zhǎng)的保護(hù)間隔和引入冗余以允許錯(cuò)誤恢復(fù)的模式。

7. 降低功耗：

現(xiàn)有省電機(jī)制輔以新機(jī)制，允許設(shè)備更長(zhǎng)的睡眠間隔和預(yù)定的喚醒時(shí)間，來(lái)降低客戶(hù)端設(shè)備的功耗。此外，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，僅20MHz通道模式支持更簡(jiǎn)單、功耗更低的芯片。

未來(lái)一段時(shí)間對(duì)WiFi充滿著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。WiFi必須不斷提高性能，克服自身成功帶來(lái)的無(wú)執(zhí)照頻段擁堵，并且變得對(duì)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)者越來(lái)越有吸引力。