其他分享
首页 > 其他分享> > Wi-Fi 6解释：下一代Wi-Fi

Wi-Fi 6解释：下一代Wi-Fi

作者：互联网

随着即将到来的重大更新，Wi-Fi将越来越好。虽然已有大量路由器可以使用草案规范，但是到2019年9月Wi-Fi 6认证正式完成后，802.11ax Wi-Fi才能完全确定。这将引领一波更新的设备，宣传新的无线功能，为下一代网络提供更快的速度和更少的拥塞。

802.11ax也称为“高效无线”，通常被称为Wi-Fi 6。

这是由Wi-Fi联盟设定的新命名标准，前几代现在被称为Wi-Fi 5（802.11ac）和Wi-Fi 4（802.11n）。预计此标签惯例将出现在设备上，如下所示。

从技术上讲，Wi-Fi 6的单用户数据速率比802.11ac快37％，但更重要的是更新的规范将在拥挤的环境中提供每用户吞吐量的四倍，以及更高的电源效率这应该转化为设备电池寿命的提升。

 

为了实现这些改进，802.11ax实现了各种变化，包括从蜂窝行业借来的几种多用户技术 – 即MU-MIMO和OFDMA–通过实现更多同时连接和更彻底的方式大大提高容量和性能的技术使用频谱。

升级其硬件的家庭用户可以期待这些技术的一些改进，特别是随着时间的推移，每个家庭的设备数量增加 – 一些估计表明，到2022年，每个家庭将有多达50个节点。

然而，如上所述，预计Wi-Fi 6在网络高度拥挤的区域中具有更直接的影响，并且最终将有助于为即将到来的智能基础设施（例如，物联网设备）上预期的节点数量奠定基础。除了解决IoT推出时出现的大量设备和网络部署的重叠覆盖问题，Wi-Fi 6还将满足对更快的多用户数据速率不断增长的需求。

来源：英特尔

总体而言，Wi-Fi 6基于802.11ac构建，具有50多种更新功能，但并非所有功能都必须包含在最终规范中。

以下是Wi-Fi 6预计将实现的一些目标：

802.11n与802.11ac对比802.11ax

  802.11n（Wi-Fi 4） 802.11ac Wave 2（Wi-Fi 5） 802.11ax（Wi-Fi 6）
发布 2009年 2013 2019
带 2.4GHz和5GHz 5GHz的

2.4GHz和5GHz，最终达到1GHz-7GHz
信道带宽

20MHz，40MHz（40MHz可选）

20MHz，40MHz，80MHz，80 + 80MHz和160MHz（必须支持40MHz）

20MHz / 40MHz @ 2.4GHz，80MHz，80 + 80MHz和160MHz @ 5GHz
FFT尺寸

64,128

 64,128,256,512

64,128,256,512,1024,2048

子载波间隔

312.5kHz

312.5kHz

78.125 kHz

OFDM符号持续时间

3.6ms（短保护间隔）4ms（长保护间隔）

3.2ms（0.4 / 0.8ms循环前缀）

12.8ms（0.8 / 1.6 / 3.2ms循环前缀）

最高调制

64-QAM

256-QAM

1024-QAM

数据率

从54Mb / s到600Mb / s（最多4个空间流）

433Mb / s（80MHz，1个空间流）6933Mb / s（160MHz，8个空间流）

600Mb / s（80MHz，1个空间流）9607.8Mb / s（160MHz，8个空间流）

SU / MU-MIMO-OFDM / A

SU-MIMO-OFDM

SU-MIMO-OFDM Wave 1，MU-MIMO-OFDM Wave 2

MU-MIMO，OFDMA

2013年发布的802.11ac（现在也称为Wi-Fi 5）在2013年被标准化，虽然该规范在很大程度上适用于当今典型的家庭使用，但它仅使用5GHz频谱中的频段而缺乏多用户技术水平这将支持越来越多的设备同时连接。

作为Wi-Fi 6中的变化的参考点，以下是802.11ac（Wi-Fi 5）在802.11n（Wi-Fi 4）上的扩展：

当Wi-Fi 6全面启动时，该规范将向后兼容先前的标准，包括2.4GHz和5GHz，并最终将该频谱扩展到包括1GHz和6GHz的频段。

也许比包含这种额外频谱更值得注意的是将这种带宽用于使用的技术。随着更多频谱可用，Wi-Fi 6可以将带宽分成更窄（更多）的子信道，为客户端和接入点创建更多途径进行通信，同时支持任何给定网络上的其他设备。

虽然Wi-Fi 5可以在MU-MIMO上为下游的四个用户提供服务 – 相对于Wi-Fi 4上的单用户MIMO而言相当大的改进 – 今天的AC无线（Wi-Fi 5）仍然只能处理一个用户在上游的时间。从理论上讲，802.11ax将在上行链路和下行链路上将其增加到8个用户，并有可能向单个客户端提供4个并发流。

但是，我们已经读过，第一轮802.11ax认证的硬件可能不支持上行链路MU-MIMO，如果有任何当前设备可以从四个空间流中受益，那么很少，更不用说Wi-Fi 6支持的八个，因为大多数现有的配备MU-MIMO的智能手机和笔记本电脑只有2×2：2或3×3：3 MIMO无线电。

该数字格式化（AxB：C）用于演示MIMO无线电所支持的最大发射天线数量（A），最大接收天线数量（B）和最大空间数据流量（C）。虽然Wi-Fi设备必须支持MU-MIMO直接受益于该技术，但没有MU-MIMO芯片的硬件应间接受益于支持MU-MIMO的接入点上可用的额外播出时间。

Wi-Fi 6还引入了对上行和下行链路“正交频分多址”（OFDMA）的支持，OFDMA是一种调制方案，等同于多用户版本的OFDM（802.11ac / n规范），这将减少延迟通过允许多达30个用户同时共享一个频道，提高容量并提高效率。

为了帮助你可视化这些技术，而不是一个职员单独为一个客户服务，MU-MIMO和OFDMA的组合可以等同于拥有许多职员和许多职员，每个职员能够同时为多个客户服务。

此外，当路由器可用而不是让它们竞争访问时，802.11ax可以更清楚地通知客户端，同时通过1024-QAM编码提高每个有效载荷中传送的数据量，而不是Wi-Fi 5上的256-QAM调制。 Wi-Fi上的64-QAM 4。

尽管Wi-Fi 6的整体数据速率和信道宽度与Wi-Fi 5相似，但已经有更多技术实施了更新的规范，这些技术应该可以显着提高未来Wi-Fi网络的效率和吞吐量，这些网络可能会服务于数十个单个通道上的设备，速度为几秒钟。

以下是Wi-Fi 6将从当前Wi-Fi规范改变的一些核心技术：

MU-MIMO（多用户多输入多输出） – Wi-Fi 5 Wave 2引入了多用户MIMO，但仅支持下游的四个同时连接（一个在上游），而Wi-Fi 6将能够处理上行链路或下行链路中的八个数据流，同时支持更多用户，并提供Wi-Fi 5的最大理论吞吐量的四倍。

MU-MIMO接入点还处理比SU-MIMO AP更多的信号处理，从终端设备卸载负担，并且MU-MIMO流量被认为是安全的，直到开发用于处理信号的工具，因为只有预期的接收者才能读取数据。

OFDMA（正交频分多址） – 不是具有常规OFDM的Wi-Fi 5的一部分。借鉴4G LTE网络。允许在给定带宽内分配资源单元。结合Wi-Fi 6，因此更多的客户端（多达30个）可以共享相同的信道而不是等待，同时通过梳理不同的流量类型来提高效率。 OFDMA被比较为OFDM的多用户版本。

1024-QAM（正交幅度调制） – 在Wi-Fi 5上从256-QAM增加，尽管这一代的一些路由器具有1024-QAM作为实验特征。这通过将更多数据塞入每个数据包来提高吞吐量。

1024-QAM每个OFDM符号使用10比特，而256 QAM使用8比特，25％容量增强使得使用80MHz信道的理论单流数据速率为600Mb / s（比理论上的433Mb / s更好39％） – Wi-Fi的流数据速率5）。

更长的OFDM符号 – 增加OFDM符号从Wi-Fi 5上的3.2ms传输到Wi-Fi 6上的12.8ms的持续时间，并为每个符号支持更长的循环前缀。

循环前缀（CP）将OFDM符号的末端的一部分添加到有效载荷的前面，以提供针对符号间干扰的保护间隔并且提高鲁棒性，因为如果需要可以使用该部分。可以根据开销要求调整此数字（较长的CP会重复更多数据并占用符号中的更多空间，从而导致较低的数据速率）。

动态分段 – 虽然Wi-Fi 5具有静态分段，它要求数据包的所有片段具有相同的大小（最后一个片段除外），但动态分段允许这些片段具有不同的大小，以便更好地利用网络资源。

空间频率重用/ OBSS（BSS着色） – 如果多个接入点在相同的信道上运行，它们可以使用唯一的“颜色”标识符传输数据，允许它们同时通过无线Medium进行通信，而无需等待因为颜色使他们能够区分彼此的数据。

波束成形 – 存在于Wi-Fi 5上，虽然该标准支持四个天线，而Wi-Fi 6将此增加到八个。波束成形通过将信号指向特定客户端而不是一次指向每个方向来提高数据速率并扩展范围。这有助于MU-MIMO，它不适用于快速移动的设备。波束成形可选择在Wi-Fi 4设备上使用，但在Wi-Fi 5 Wave 2上实施MU-MIMO变得必不可少。

TWT（目标唤醒时间） – 唤醒时间调度而不是基于竞争的访问。路由器可以告诉客户端何时睡觉以及何时唤醒，由于设备将知道何时收听频道，因此预计会在电池寿命方面产生相当大的差异。

上行链路资源调度程序 – 同样，Wi-Fi 6不是像今天的无线网络那样竞争上传数据，而是调度上行链路以最大限度地减少冲突，从而实现更好的资源管理。

基于触发的随机访问 – 还通过指定上行链路窗口的长度以及其他可改善资源分配和提高效率的属性来减少数据冲突/冲突。

两个NAV（网络分配向量） – 当无线站正在发送时，它通告完成所需的持续时间，以便其他站可以设置其NAV以避免在访问无线Medium时发生冲突。 Wi-Fi 6引入了两个NAV：一个用于该站所属的网络，另一个用于相邻网络。这还应该通过最小化载波感测的需要来减少能量消耗。

改进的户外操作 – 其中一些功能将带来更好的户外性能，包括新的数据包格式，更长的保护间隔和模式，以改善冗余和错误恢复。

扩展Wi-Fi 6包括6GHz

像高通这样的行业领导者已经确定，未来网络上的足够服务质量将需要比2.4GHz或5GHz更多的频谱。 2.4GHz频段长期以来被普通电子设备所饱和，而5GHz频谱不足以用于更宽带宽信道（例如80MHz或160MHz），5GHz部分受到限制其使用的限制。

高通公司建议监管机构应该为未经许可的技术在5GHz频段的某处分配大约1280MHz的免许可频谱。

针对美国联邦通信委员会2017年7月关于3.7GHz和24GHz之间中频频谱扩展的公众意见的回应，包括高通公司在内的30多家技术公司提交了一份坚持5925-7125MHz频段（“6GHz频段”）的提案。 “对于满足下一代无线宽带服务的需求至关重要。”

为了满足即将到来的Wi-Fi需求，两家公司提出对未经许可的技术开放6GHz，并分成四个具有不同技术规则和干扰保护的子带。

鉴于目前正在开发Wi-Fi 6并且美国和其他国家正在开放6GHz频段，IEEE 802.11ax任务组已决定在下一代Wi-Fi 6上实施对该频谱的支持。

将6GHz频段分配为未经许可的空间对公司很有吸引力，因为他们可以使用这一频率而不需要提交FCC，这有望推动创新和投资，因为所谓的第四次工业革命正在展开。

“通过向无牌无线电本地接入网络运营开放整个频段，委员会将使我们能够为消费者带来更快的服务，更低的延迟和更广泛的覆盖范围，并使国家能够获得与未经许可的无关的经济和公共安全利益。技术，“这些公司在提交给FCC的提案中写道。

Wi-Fi 6或802.11ax只是为了满足不同类型设备所需的各种网络需求而开发的众多即将推出的无线标准之一。

标准范围从802.11aj / ay可以在60GHz mmWave频率上每秒提供数十亿千兆比特，到低于1GHz的规格，如802.11ah，为物联网传感器提供更低的带宽/更好的范围 – 所有这些（以及更多）将是包含5G的许可和未许可频谱的一部分。

总结：Wi-Fi的天空视图6

为了取代802.11n和802.11ac作为下一个WLAN标准，正在开发802.11ax或Wi-Fi 6，以便为密集人口中心提供显着的网络效率和容量提升，同时适当提高峰值数据速率，这将是一次在更多设备上持续更好。

或者正如高通公司所说，“问题不在于Wi-Fi的速度有多快，而在于Wi-Fi网络是否有足够的容量来满足对许多不同连接设备和服务不断增长的需求。”

由于Wi-Fi 6将对体育场馆或公寓楼等拥挤场所的网络性能产生直接影响，因此该标准预计将比以前的Wi-Fi迭代更快地采用，并且最终将成为家庭用户的必需品。 100Mb / s到1Gb / s的宽带连接变得更加可用，并且随着物联网的推出导致“一切”在线。

更广泛地考虑Wi-Fi 6，多用户支持的增强，特别是同步上游连接的增加将伴随着对用户数据的加速需求，这些需求将从物联网设备收集并用于机器学习，加油等目的人工智能，整个技术的未来和不断发展的数字经济。

如本文介绍中所述，路由器已基于802.11ax草案规范，最终批准了2019年9月发布的标准和最终认证。再次，第一轮官方设备可能不支持全部功能Wi-Fi 6可能会通过第二波硬件进行扩展，从而进一步支持更高阶的MU-MIMO和6GHz频谱等功能。

标签：下一代,802.11,Wi,MU,QAM,Fi,MIMO
来源： https://www.cnblogs.com/im17me/p/13838113.html