IEEE和Wi-Fi聯(lián)盟

我們在上篇文章中探討了Wi-Fi 6E, 本篇文章我們將圍繞802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)展開，也就是所謂的 Wi-Fi 6。 此次我們將更加深入地了解該標(biāo)準(zhǔn)定義的物理層變化，以及為確保設(shè)備性能而需要關(guān)注的關(guān)鍵測試領(lǐng)域。

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IEEE 和 Wi-Fi 聯(lián)盟

首先，我想展示一下 Wi-Fi 技術(shù)的進(jìn)化軌跡，讓大家了解 Wi-Fi 從 1999 年面世到如今即將發(fā)布的 AX 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程以及未來走向。

我們都知道，Wi-Fi 的誕生與發(fā)展離不開兩個組織。

一是電氣電子工程師協(xié)會 (IEEE)。

正是該組織定義了標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。

二是 Wi-Fi 聯(lián)盟。

Wi-Fi 聯(lián)盟更注重 Wi-Fi 設(shè)備的合規(guī)性和互操作性認(rèn)證。 而且它還重點(diǎn)致力于 Wi-Fi 功能與技術(shù)的市場推廣。 這也是它為第六代 Wi-Fi 技術(shù)（即 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)）命名 Wi-Fi 6 的原因所在。 Wi-Fi 6 和 AX 標(biāo)準(zhǔn)支持 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段運(yùn)行。 Wi-Fi 6e 支持 6 GHz 頻段運(yùn)行。 自 Wi-Fi 聯(lián)盟在近一年前啟動 Wi-Fi 6 認(rèn)證以來，已經(jīng)有超過1500種設(shè)備通過了認(rèn)證。 Wi-Fi 6E 的認(rèn)證計劃于 2021 年初開啟。 AX 標(biāo)準(zhǔn)幾乎已由 IEEE 制定完成。 當(dāng)前活動主要圍繞完善 6 GHz 頻段運(yùn)行展開。 目前的計劃是在 2020 年底前獲得正式批準(zhǔn)。 與此同時，大概率會被命名為 Wi-Fi 7 的下一代 Wi-Fi 技術(shù)（即 802.11be 標(biāo)準(zhǔn)）的研發(fā)工作也已經(jīng)開始。 目標(biāo)是在 2023 年完成。

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802.11ax

802.11ax，也稱為 HE 或 High Efficiency。 歷代 Wi-Fi 的重點(diǎn)主要圍繞提高原始鏈路速度或數(shù)據(jù)速度，越來越快成為貫穿 Wi-Fi 技術(shù)整個發(fā)展歷程的主題追求。 而 ax 標(biāo)準(zhǔn)則略有不同。 因為它更注重提升用戶體驗，尤其是在用戶數(shù)量龐大的擁擠、高密環(huán)境中。 例如機(jī)場、教育場所或體育場館。 在這些環(huán)境中，因為有太多用戶爭奪帶寬，所以效率十分低下。 此外，還有大量網(wǎng)絡(luò)彼此疊加、互相干擾。 因此，Wi-Fi 6 的重點(diǎn)是拓展功能，使得在高密環(huán)境下每個用戶的平均吞吐性能相比 Wi-Fi 5 提高 4 倍。 當(dāng)然，Wi-Fi 6 同樣適于家庭環(huán)境，因為家庭環(huán)境中也會有多個設(shè)備爭奪帶寬，還有諸如視頻會議、流媒體等要求極低延遲的應(yīng)用。 所以，Wi-Fi 6 也非常適合這些環(huán)境。

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Wi-Fi 6的關(guān)鍵物理層變化

這張圖表總結(jié)了我們重點(diǎn)討論的關(guān)鍵領(lǐng)域與關(guān)鍵射頻物理層變化。 如何提高容量？ 如何提升效率？

首先，ax 標(biāo)準(zhǔn)目前設(shè)計為三個頻段運(yùn)行。 它是第一個支持三頻段運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。 盡管 6 GHz 頻段運(yùn)行仍待監(jiān)管部門批準(zhǔn)。

某些新功能旨在提升 Wi-Fi 最高速度，例如，1024QAM 使峰值數(shù)據(jù)速率相比上一代提高了 25%，還使用了 160 MHz 寬信道，帶寬相比 80 MHz 信道提升了一倍。 這一系列功能專門設(shè)計用于改善用戶在其它領(lǐng)域的體驗，改善戶外應(yīng)用或者高多路徑衰減環(huán)境下的體驗。

子載波間隔變小。 碼元時長和保護(hù)間隔增加，有效提升了戶外環(huán)境下的穩(wěn)健性。

此外，還增加功能來提高容量并降低延遲。 最新一代 Wi-Fi 技術(shù)的 MU-MIMO 功能可在下行和上行鏈路中支持最多 8 個同步 MIMO 流，從而為多達(dá) 8 個用戶提供服務(wù)。

另一個重大變化就是 OFDMA 的引入，OFDMA 意為正交頻分多址 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，它支持多用戶間高效共享信道帶寬。 通過這種方式可以提高效率，而且 OFDMA 享有上行和下行雙向支持。我會在下篇文章中對此做重點(diǎn)介紹。

還有其他一些功能，雖然沒有列在表中，但也會對網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備產(chǎn)生影響。 其中之一叫做 TWT 目標(biāo)喚醒時間，可以提供更好的節(jié)電機(jī)制。 還有 BSS 著色機(jī)制，旨在改善高密環(huán)境下的空間利用。 但是本期文章我們將更多關(guān)注影響 ax 的物理層功能，特別是在被測試設(shè)備上對其進(jìn)行驗證的方式。

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6GHz 頻段

這里簡單談一下 6 GHz 頻段。 這是 Wi-Fi 即將迎來的重大變化。 6 GHz 頻段范圍為 5.925 GHz 至 7.125 GHz。 在很多地區(qū)，其運(yùn)行仍然受到限制，且需要監(jiān)管部門批準(zhǔn)。目前，只有美國批準(zhǔn)了 1200 MHz 全頻譜運(yùn)行，英國則批準(zhǔn)了該頻段中 500 MHz 頻譜的運(yùn)行。

那么，它又會給 Wi-Fi 帶來哪些改變呢？ 該頻段的引入會帶來大量全新信道。 大家可以在這里看到，它新增了59 個 20 MHz信道。 這對于高擁堵區(qū)域會非常有利。 始終會有 20 MHz 信道可用，不會造成擁堵。 而且，它還帶來了很多連續(xù)頻譜，從而使更大范圍信道部署成為可能。 您將有14 個 80 MHz 信道或 7 個 160 MHz信道可以選擇。 這將真正提高大信道情況下的 Wi-Fi 速度。 在物理層，除了增加新頻率外，6 GHz 運(yùn)行并無特別之處。 與 5 GHz 頻段要求一樣。 如果想了解更多有關(guān) Wi-Fi 6e 及其運(yùn)行的信息，可以在往期文章中找到。

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