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WIFI 6技術最強科普

2019-11-06 08:55 甜草莓
關鍵詞:WiFi65G通信

導讀:眾所周知,以前我們的Wi-Fi都是叫作 802.11a/b/n/g/ac/ax之類的名字。這種命名方式實在 容易讓人混亂,無法輕易看出先后順序。所以,從 802.11ax 開始,以數字的方式進行命名。

▋ 什么是Wi-Fi 6 ?

Wi-Fi 6,是Wi-Fi聯盟給 IEEE Std. P802.11ax 起的別名。

眾所周知,以前我們的Wi-Fi都是叫作 802.11a/b/n/g/ac/ax之類的名字。這種命名方式實在 容易讓人混亂,無法輕易看出先后順序。所以,從 802.11ax 開始,以數字的方式進行命名。

目前負責 Wi-Fi 6 標準制定的,是IEEE標準協會的 TGax工作組 。當前版本是Draft 4.20(D1,D2 都曾經分別提交但是投票沒通過,D3通過了小組投票,又回爐重造了一次)。

從目前來看,802.11ax標準并未正式完成提交,不過大概框架已經確立,正處于贊助商投票階段。

Wi-Fi 6標準制定時間表

預計TGax項目組 2020年1月份提交正式版本 給802.11小組驗證通過。

Wi-Fi聯盟是一個非營利性行業組織,不過它擁有Wi-Fi的商標,主要負責Wi-Fi認證和授權,當然也會參與802.11系列標準制定。通過Wi-Fi 6產品驗證的設備可以在設備上加上Wi-Fi 6認證標簽,大概就長這樣:

請注意Wi-Fi 6商標和802.11ax標準的關系,實際上因為IEEE TGax工作組和Wi-Fi聯盟的成員企業很大程度上是一致的,所以模糊點講,Wi-Fi 6驗證通過就等于支持了802.11ax也沒錯。

▋ Wi-Fi 6 有哪些改進?

其實對比近些年的通信標準(5G/Wi-Fi 6),可以感覺到未來幾年通信行業的關注重點始終是 物聯網 。這一代的新接入標準也主要在考慮 密集終端、低功耗和大帶寬接入 。

具體的做法有這么幾個:

OFDM→OFDMA

支持目標喚醒時間(TWT)來降低功耗提高電池壽命

使用1024-QAM提高吞吐量,最高支持8x8 MIMO

支持空間復用和著色

嗯....弱弱的說一下,這些進步大部分都是LTE系統里已經有的 (1024QAM在5G里有) 。

下面我們來分別看看這些方面的改進:

1、OFDM→OFDMA

延續802.11ax所帶來的MU-MIMO,同時把原本的OFDM變為OFDMA,這里增加的A意思是可以用以多址接入,把載波分配給不同的用戶來提高系統用戶連接容量。

ax/ac/n對比

在以往的Wi-Fi協議中,比如802.11ac對多個無線接入用戶采用空間分隔(MU-MIMO)或者時間分隔(輪流傳輸/EDCA)的方式支持,而OFDMA意味著增加了另外一種多用戶資源分配方式-- 頻分 。

OFDM和OFDMA多用戶資源對比,圖片來自cisco

這樣原本Wi-Fi中的最小資源單元只是時間幀,現在變成了一種類似LTE中的時/頻資源塊,可以支持更加細粒度的無線資源分配,比如把不同的資源塊分配給不同用戶。

圖片來自https://zhuanlan.zhihu.com/p/24416610

2、目標喚醒時間 TWT

Wi-Fi 6延續了802.11ah中的TWT(Target Wake Time)功能,這是一種設備資源調度方式。

它允許設備和接入節點之間協商自己在進入休眠之后什么時候被喚醒,而不是從前的定時接入網絡,支持Wi-Fi 6的接入點可以把客戶端設備分組到不同的TWT周期,從而分組定時喚醒,這樣也有助于減少信道爭用設備的數量。

TWT功能

3、1024QAM

OFDM波形通常采用QAM(正交幅度調制)作為調制方式,

QAM示意圖 圖片來自cisco

顧名思義,1024-QAM可以讓單個符號傳遞10bit (1024=2的10次方) 數據,這是提高無線系統速度非常有效的方式。也正因為1024-QAM,單個天線可以實現千兆級數據傳輸。

同時WiFi 6可以支持8x8的MIMO,當然目前手機并不支持這么高的MIMO層數,因為天線放不下。

所以目前Wi-Fi 6的最高理論速度大約是:2.4Gbps(4x4 [email protected])4.8Gbps(8x8 [email protected])4.8Gbps(4x4 [email protected])9.6 Gbps (8x8 [email protected])

上面的80/160MHz指的是單載波帶寬。

從提高單載波帶寬和調制階數來看,Wi-Fi 6的速度毫無疑問是會提高的,即使手機不支持8x8 MIMO也會...

不過問題是,大家家里寬帶有那么快嗎.....

4、空間重用(Spatial Reuse)和染色

這也是LTE系統中已經采用很久的小區間干擾協調技術的變種。

往常Wi-Fi作為一種無線局域網,并不考慮太多不同接入節點之間的組網和同頻干擾問題,如果需要部署這種網絡的話可以尋找更專業的組網人員,但是隨著Wi-Fi應用越來越廣泛,中大范圍場景覆蓋(比如企業大樓)正在成為廣泛的問題。(當然也有可能是因為大家房子越來越大了 )

這種中大型場景中,很常見存在比如一個手機同時受到兩個不同無線接入點信號,但是是同一個無線局域網絡(同BSS/SSID)的情況。

針對這種情況,Wi-Fi 6 提供一種BSS染色機制,如果手機收到的信號來自同頻段的相同無線局域網絡(比如來自兩個中繼器),那么手機會及時識別干擾信號并調高識別門限,及時停止接收來避免干擾。

▋ Wi-Fi 6 與 5G 的關系

其實主要區別是應用場景不同,正是因為應用場景不同,雖然5G和Wi-Fi 6中采用了很相似的無線通信技術,但是實際上用戶的體驗并不相同。現在的各種5G轉Wi-Fi方案也正是因為目前的運營商網絡并不能很好解決無線局域網中用戶要求的私密性問題。SIM卡倒不是問題,因為現在物聯網設備都在用eSIM卡,支持空中讀寫,不需要手換。

更詳細的請參見這個回答:https://www.zhihu.com/question/307558418/answer/568526548

以防大家混淆,需要強調新聞描述中這一段,

另據國外媒體報道,在車聯網和汽車之間的通信技術上,目前全世界出現了5G技術和Wi-Fi之間的競爭。大眾集團、雷諾集團、豐田汽車、通用汽車、恩智浦等公司支持使用Wi-Fi技術,但是寶馬、戴姆勒、福特、日產、標致雪鐵龍、博世、德國電信、英特爾、高通和三星等公司則支持使用5G技術。

和運營商的C-V2X通信競爭的是802.11p, 是為車聯網開發的用于專用短距通信(DSRC)協議,跟用以無線局域網的802.11 a/g/n/ac/ax系列不一樣。車企們支持DSRC還是5G,這是一個利益問題,和技術應用場景沒什么關系,也和Wi-Fi續命沒什么關系。

只要存在無線局域網中的數據私密性傳輸要求,Wi-Fi就很難消失。




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