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

为什么叫Wi-Fi 6?

每一個新的Wi-Fi版本都會帶來全新的功能以 及它的缩略词,就像802.11.ax,Wi-Fi联盟称它为Wi-Fi 6,表示第六代Wi-Fi。Wi-Fi 6是下一代無線技术创新之旅中的下一代Wi-Fi。

对于Wi-Fi 6可以抱有怎样的期待?

该标准立足Wi-Fi 5(802.11ac)的优点,进一步通过编码和调度方法的增强,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、可以允许更大密度的设备鋪排、更低的延时、更远的覆盖、更高的速度。同时,它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聯網设备特别友好。

Wi-Fi 6增加了效率、灵活性和可伸缩性。这种功能的進步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視頻、高清晰度协作应用程序、全無線办公室和物聯網,甚至在高密度环境中也是如此。

我们马上会在万人会场、高密办公、生产無線、聰明教学、聰明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是如何辦到体验提升的呢?

Wi-Fi 6通过如下几个技术特点,为用户实现体验提升。包括:

• 更高阶的调制方法(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

• 支撐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),提升高密度鋪排场景下的并发能力和终端平均速率

• BSS着色(BSS coloring)技术,進步了無線系统的抗干扰能力

• 更好的节电治理技术TWT(目标唤醒时间)

下面我们就以交通来打比方,为大衆详解上述技术如何为Wi-Fi 6提升体验。此中,道路之于Wi-Fi 就像是频段,频段資源有限且固定;行驶在道路上的车辆之于Wi-Fi就像是报文,报文有大有小,传输速率有快有慢。

1024QAM

QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是二维点阵调制方法,调制即将数据信号“01”转换为無線电波。

Wi-Fi 6支撐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,即在不会造成交通混乱的前提下,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,是将無線信道划分为多个子信道(子载波),形成一个个频率資源块,用户数据承载在每个資源块上, 而不是占用整个信道,实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。

Wi-Fi 5的OFDM計劃是按订单发车,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,这就导致车厢经常是空荡荡的,效率低下,浪费了資源。Wi Fi 6的OFDMA計劃则会将多个订单聚合起来,尽量让卡车满载上路,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,即允许路由器同时与多个设备通信,而不是依次进行通信。

Wi-Fi 5的MU-MIMO允许路由器一次与四个设备通信,況且只支撐下行MU-MIMO,Wi-Fi 6将允许路由器一次与多达8个设备同时通信,且同时支撐上下行MU-MIMO。

用交通打比方,就意味著道路由4車道單向擴充爲8車道雙向,同時多個設備也不再像許多車輛排隊等待從一個出口駛出那樣,它們可以從差異的道路同時、高效地駛出/駛入,而不再是依次排隊行駛,大大進步效率。

VS

                       只能依次通信

                                  多设备同时通信

 

OFDMA和MU-MIMO的比較

二者针对多用户的上下行,進步了無線的接入密度,但其实两者差别还是很大。尽管两者均为并行传输處理計劃,但既不是迭代关系,也不是竞争关系,而是互补关系。它们的技术道理不尽相同,适用的场景也有所区别,具体使用时具備根据服务的应用类型而定。

BSS-Color

BSS(Basic Service Set),增加 6bit 的标识符,区分差異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防止冲突,这样使用信道資源更有序、更确定,从而大幅提升密集环境中系统整体功能。

用交通類比,相當于在同一個車道的車輛,遵循推送目的差異在空間上劃分爲相互零丁不幹擾的立體車道,有效的進行空間複用。

TWT

TWT(Target Wakeup Time)目标唤醒时间,允许AP规划与设备的通信,协商什么时候和多久会唤醒发送/接受数据,可将终端分组到差異的TWT周期,减少了保持天线通电以传输和查究信号所需的时间,意味着减少电池消耗并改善电池续航表现,同时也减少唤醒后同时竞争無線資源的设备数量。

未来,聰明建筑场景中的智能水表,烟感,门禁…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,每台设备可单独建設“唤醒协议”,终端设备仅在收到自己的“唤醒”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聯網设备成为可能,比如智能办公设备,TWT可以节省高达7倍的电池功耗。

但该技术并不是对壹切设备都有帮助,例如笔记本电脑具備持续的互聯網访问,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)。该技术对偶尔具備更新其状态的小型、低功耗设备更有益处。

所以说,TWT技术表明了Wi-Fi 6拥抱物聯網的决心。

節省7倍耗電

Wi-Fi 6考验Wi-Fi厂商的什么能力?

综上所诉,Wi-Fi 6供給了诸多技术,可以有效提升整个Wi-Fi网 絡的使用效率。但是,每個技術使用上又具備了很多可以自由發揮的空間,比如OFDMA技術的應用,如何參謀最切合的子載波大小;多個用戶的同時傳輸時,如何對多用戶實行相應的功率掌握,以確保近距離的用戶信號不會把遠距離的用戶淹沒等。

Wi-Fi 6要达到极致的用户体验,必然具備引入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現的舞台。

锐捷网络Wi-Fi 6+AI,且听下回分解。