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Wi-Fi 6专栏 | 原来可以这么通俗易懂地了解下一代Wi-Fi
发布时间: 2019-04-30

为什么叫Wi-Fi 6?

每一个新的Wi-Fi版本都会带来全新的性能以 及它的缩?#28304;剩?#23601;像802.11.ax,Wi-Fi联?#39034;?#23427;为Wi-Fi 6,表示第六代Wi-Fi。Wi-Fi 6是下一代无线技术创新之旅中的下一代Wi-Fi。

对于Wi-Fi 6可以抱?#24615;?#26679;的期待?

该标准基于Wi-Fi 5(802.11ac)的优点,进一步通过编码和调度方式的增强,大幅提升了空间复用的效率,使得每个AP可以同时与更多的设备通信、可以?#24066;?#26356;大密度的设备部署、更低的延时、更远的覆盖、更高的速度。同?#20445;?#23427;在低功耗方面的改进,可延长电池寿命,对那些使用电池的物联网设备特别友好。

Wi-Fi 6增加了效率、灵活性和可伸缩性。这?#20013;?#33021;的提高使下一代高级应用程序的速度和容量得以提升,例如无缝移动漫游、4K或8K视频、高清晰度协作应用程序、全无线办公室和物联网,甚至在高密度环?#25345;?#20063;是如此。

我们马上会在万人会场、高密办公、生产无线、智慧教学、智慧传媒以及城市和企业的数字化场景中感受到Wi-Fi 6带来的体验革命

Wi-Fi 6是如何做?#25945;?#39564;提升的呢?

Wi-Fi 6通过如下几个技术特点,为用户实现体验提升。包括:

• 更高阶的调?#21697;?#24335;(1024-QAM)、更多的子载波数量和更低的帧间隔开销等,通过这些技术Wi-Fi 6的理论最大连接速率(160M带宽、8条空间流)从6.9bps提升到9.6 Gbps

• 支持多用户传输技术即上下行MU-MIMO(多用户多进多出)与上下行OFDMA(正交频分多址),提升高密度部署场景下的并发能力和终端平均速率

• BSS着色(BSS coloring)技术,提高了无线系?#36710;目?#24178;扰能力

• 更好的节电管理技术TWT(目标?#21483;?#26102;间)

下面我们就以交通来打比方,为大家详解上述技术如何为Wi-Fi 6提升体验。其中,道路之于Wi-Fi 就像是频段,频段?#35797;从?#38480;且固定;行驶在道路上的车辆之于Wi-Fi就像是报文,报文有大有小,传输速?#35270;?#24555;?#26032;?/p>

1024QAM

QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是二维点阵调?#21697;?#24335;,调制即将数据信号“01”转换为无线电波。

Wi-Fi 6支持1024QAM,即2的10次方bit,相比Wi-Fi 5的256QAM(2的8次方8bit)提升25% 。这就相当于对道路进行优化,即在?#25442;?#36896;成交通混?#19994;?#21069;提下,让这条道路上的车道尽可能的靠近,增加车道数量。

                           256QAM

vs

                          1024QAM

                           2的8次方bit                                  

                          2的10次方bit

 

MU-MIMO和OFDMA

 

OFDMA

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)正交频分多址,是将无线信道划分为多个子信道(子载波),形成一个个频?#39318;?#28304;块,用户数据承载在每个资源块上, 而不是占用整个信道,实现在每个时间?#25991;?#22810;个用户同时并行传输。

Wi-Fi 5的OFDM方案?#21069;?#35746;单发车,不管货物大小,来一单发一趟,哪怕是一小件货物,也发一辆车,这就导致车厢经常?#24378;?#33633;荡的,效率低下,浪费?#20439;?#28304;。Wi Fi 6的OFDMA方案则会将多个订单聚合起来,尽量?#27599;?#36710;满载上路,使得运输效率大大提升。

                            OFDM

vs

                            OFDMA

                          来一单发一趟

                               满载上路

 

MU-MIMO

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)多用户多入多出,即?#24066;?#36335;由器同时与多个设备通信,而不是?#26469;?#36827;行通信。

Wi-Fi 5的MU-MIMO?#24066;?#36335;由器一次与四个设备通信,而且只支持下行MU-MIMO,Wi-Fi 6将?#24066;?#36335;由器一次与多达8个设备同时通信,且同时支持上下行MU-MIMO。

用交通打比方,就意味着道路由4车道单向扩充为8车道双向,同时多个设备也不再像许多车辆排队等待从一个出口驶出那样,它们可以从不同的道路同时、高效地驶出/驶入,而不再是?#26469;闻?#38431;行驶,大大提高效率。

VS

                       只能?#26469;?#36890;信

                                  多设备同时通信

 

OFDMA和MU-MIMO的比较

二者针对多用户的上下?#26657;?#25552;高了无线的接入密度,但其实两者差别还是很大。尽管两者均为并行传输解决方案,但既不是迭代关系,也不是竞争关系,而是互补关系。它们的技术原理不尽相同,适用的场景也有所区别,具体使用时需要根据服务的应用类型而定。

BSS-Color

BSS(Basic Service Set),增加 6bit 的标识符,区分不同AP相同信道的BSS,6bit至于报文头部,这样AP收到非自己的报文时无需像以前那样整包解封装后才丢掉,只要解封装物理导码即可丢弃从而避免冲突,这样使用信道资源更?#34892;頡?#26356;?#33539;ǎ?#20174;而大幅提升密集环?#25345;?#31995;统整体性能。

用交通类比,相当于在同一个车道的车辆,根据发送目的不同在空间上划分为相互独立不干扰的立体车道,?#34892;?#30340;进行空间复用。

TWT

TWT(Target Wakeup Time)目标?#21483;?#26102;间,?#24066;鞟P规划与设备的通信,协商什么时候和多久会?#21483;?#21457;送/?#37038;?#25968;据,可将终端分组到不同的TWT周期,减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间,意味着减少电池消耗并改?#39057;?#27744;续航表现,同时?#24067;?#23569;?#21483;?#21518;同?#26412;?#20105;无线资源的设备数量。

未来,智慧建筑场景中的智能水表,烟?#26657;?#38376;禁…智能工厂场景的机床、AGV、出入库扫码设备等多种类型智能设备都可接入Wi-Fi。得益于TWT,每台设备可单独建立“?#21483;?#21327;议”,终端设备仅在收到自己的“?#21483;?rdquo;信息之后才进入工作状态,而其余时间均处于休眠状态,这使得一些需高带宽通信的物联网设备成为可能,?#28909;?#26234;能办公设备,TWT可以节省高达7倍的电池功耗。

但该技术并不是?#36816;?#26377;设备?#21152;?#24110;助,例如笔记本电脑需要持续的互联网访问,因此不太可能过多地受益于此功能(或许进入睡眠状态时影响更大)。该技术对?#32423;?#38656;要更新其状态的小型、低功耗设备更有益处。

所以说,TWT技术表明了Wi-Fi 6拥抱物联网的决心。

节省7倍耗电

Wi-Fi 6考验Wi-Fi厂商的什么能力?

综上所诉,Wi-Fi 6提供了诸多技术,可以?#34892;?#25552;升整个Wi-Fi网 络的使用效率。但是,每个技术使用上又拥有了很多可以自由发挥的空间,?#28909;鏞FDMA技术的应用,如何规划最适合的子载波大小;多个用户的同时传输?#20445;?#22914;何对多用户实行相应的功率控制,以保证近距离的用户信号?#25442;嵐言?#36317;离的用户?#20820;?#31561;。

Wi-Fi 6要达到极致的用户体验,必然需要引入AI技术根据环境和接入终端的应用类型变化等实时调整策略,这将是各大厂商实力展示的舞台。

锐捷网络Wi-Fi 6+AI,且听下回分解。

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