Wi-Fi 6專欄 | 原來可以這么通俗易懂地了解下一代Wi-Fi
發布時間: 2019-04-30

大益国际娱乐城:為什么叫Wi-Fi 6?

每一個新的Wi-Fi版本都會帶來全新的性能以 及它的縮略詞,就像802.11.ax,Wi-Fi聯盟稱它為Wi-Fi 6,表示第六代Wi-Fi。Wi-Fi 6是下一代無線技術創新之旅中的下一代Wi-Fi。

對于Wi-Fi 6可以抱有怎樣的期待?

該標準基于Wi-Fi 5(802.11ac)的優點,進一步通過編碼和調度方式的增強,大幅提升了空間復用的效率,使得每個AP可以同時與更多的設備通信、可以允許更大密度的設備部署、更低的延時、更遠的覆蓋、更高的速度。同時,它在低功耗方面的改進,可延長電池壽命,對那些使用電池的物聯網設備特別友好。

Wi-Fi 6增加了效率、靈活性和可伸縮性。這種性能的提高使下一代高級應用程序的速度和容量得以提升,例如無縫移動漫游、4K或8K視頻、高清晰度協作應用程序、全無線辦公室和物聯網,甚至在高密度環境中也是如此。

我們馬上會在萬人會場、高密辦公、生產無線、智慧教學、智慧傳媒以及城市和企業的數字化場景中感受到Wi-Fi 6帶來的體驗革命

Wi-Fi 6是如何做到體驗提升的呢?

Wi-Fi 6通過如下幾個技術特點,為用戶實現體驗提升。包括:

• 更高階的調制方式(1024-QAM)、更多的子載波數量和更低的幀間隔開銷等,通過這些技術Wi-Fi 6的理論最大連接速率(160M帶寬、8條空間流)從6.9bps提升到9.6 Gbps

• 支持多用戶傳輸技術即上下行MU-MIMO(多用戶多進多出)與上下行OFDMA(正交頻分多址),提升高密度部署場景下的并發能力和終端平均速率

• BSS著色(BSS coloring)技術,提高了無線系統的抗干擾能力

• 更好的節電管理技術TWT(目標喚醒時間)

下面我們就以交通來打比方,為大家詳解上述技術如何為Wi-Fi 6提升體驗。其中,道路之于Wi-Fi 就像是頻段,頻段資源有限且固定;行駛在道路上的車輛之于Wi-Fi就像是報文,報文有大有小,傳輸速率有快有慢。

1024QAM

QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是二維點陣調制方式,調制即將數據信號“01”轉換為無線電波。

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% 。這就相當于對道路進行優化,即在不會造成交通混亂的前提下,讓這條道路上的車道盡可能的靠近,增加車道數量。

                           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)正交頻分多址,是將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成一個個頻率資源塊,用戶數據承載在每個資源塊上, 而不是占用整個信道,實現在每個時間段內多個用戶同時并行傳輸。

Wi-Fi 5的OFDM方案是按訂單發車,不管貨物大小,來一單發一趟,哪怕是一小件貨物,也發一輛車,這就導致車廂經常是空蕩蕩的,效率低下,浪費了資源。Wi Fi 6的OFDMA方案則會將多個訂單聚合起來,盡量讓卡車滿載上路,使得運輸效率大大提升。

                            OFDM

vs

                            OFDMA

                          來一單發一趟

                               滿載上路

 

MU-MIMO

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)多用戶多入多出,即允許路由器同時與多個設備通信,而不是依次進行通信。

Wi-Fi 5的MU-MIMO允許路由器一次與四個設備通信,而且只支持下行MU-MIMO,Wi-Fi 6將允許路由器一次與多達8個設備同時通信,且同時支持上下行MU-MIMO。

用交通打比方,就意味著道路由4車道單向擴充為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,它們可以從不同的道路同時、高效地駛出/駛入,而不再是依次排隊行駛,大大提高效率。

VS

                       只能依次通信

                                  多設備同時通信

 

OFDMA和MU-MIMO的比較

二者針對多用戶的上下行,提高了無線的接入密度,但其實兩者差別還是很大。盡管兩者均為并行傳輸解決方案,但既不是迭代關系,也不是競爭關系,而是互補關系。它們的技術原理不盡相同,適用的場景也有所區別,具體使用時需要根據服務的應用類型而定。

BSS-Color

BSS(Basic Service Set),增加 6bit 的標識符,區分不同AP相同信道的BSS,6bit至于報文頭部,這樣AP收到非自己的報文時無需像以前那樣整包解封裝后才丟掉,只要解封裝物理導碼即可丟棄從而避免沖突,這樣使用信道資源更有序、更確定,從而大幅提升密集環境中系統整體性能。

用交通類比,相當于在同一個車道的車輛,根據發送目的不同在空間上劃分為相互獨立不干擾的立體車道,有效的進行空間復用。

TWT

TWT(Target Wakeup Time)目標喚醒時間,允許AP規劃與設備的通信,協商什么時候和多久會喚醒發送/接受數據,可將終端分組到不同的TWT周期,減少了保持天線通電以傳輸和搜索信號所需的時間,意味著減少電池消耗并改善電池續航表現,同時也減少喚醒后同時競爭無線資源的設備數量。

未來,智慧建筑場景中的智能水表,煙感,門禁…智能工廠場景的機床、AGV、出入庫掃碼設備等多種類型智能設備都可接入Wi-Fi。得益于TWT,每臺設備可單獨建立“喚醒協議”,終端設備僅在收到自己的“喚醒”信息之后才進入工作狀態,而其余時間均處于休眠狀態,這使得一些需高帶寬通信的物聯網設備成為可能,比如智能辦公設備,TWT可以節省高達7倍的電池功耗。

但該技術并不是對所有設備都有幫助,例如筆記本電腦需要持續的互聯網訪問,因此不太可能過多地受益于此功能(或許進入睡眠狀態時影響更大)。該技術對偶爾需要更新其狀態的小型、低功耗設備更有益處。

所以說,TWT技術表明了Wi-Fi 6擁抱物聯網的決心。

節省7倍耗電

Wi-Fi 6考驗Wi-Fi廠商的什么能力?

綜上所訴,Wi-Fi 6提供了諸多技術,可以有效提升整個Wi-Fi網 絡的使用效率。但是,每個技術使用上又擁有了很多可以自由發揮的空間,比如OFDMA技術的應用,如何規劃最適合的子載波大??;多個用戶的同時傳輸時,如何對多用戶實行相應的功率控制,以保證近距離的用戶信號不會把遠距離的用戶淹沒等。

Wi-Fi 6要達到極致的用戶體驗,必然需要引入AI技術根據環境和接入終端的應用類型變化等實時調整策略,這將是各大廠商實力展示的舞臺。

銳捷網絡Wi-Fi 6+AI,且聽下回分解。