2018年10月4日，Wi-Fi聯(lián)盟正式宣布將下一代Wi-Fi技術(shù)802.11ax更名為Wi-Fi 6，并將前兩代技術(shù)802.11n和802.11ac分別更名為Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

Wi-Fi 6相比起Wi-Fi 4/5來說不只是速率變得更快了，同時也針對不同場景和相關(guān)技術(shù)做了很多升級和優(yōu)化，下面將從技術(shù)方面，看看WIFI6帶來的新變化。

WIFI4/5/6發(fā)展歷程

從WIFI標準的發(fā)展歷程中不難發(fā)現(xiàn)，WIFI標準，最大的提升是數(shù)據(jù)傳輸速率，通過更高調(diào)制方式，更大的頻寬，來實現(xiàn)更高的傳輸速率。但是實際的無線場景使用中，用戶對于無線的需求是多樣的，有的場景需要低延時，對帶寬的要求可能并不高，有的場景則需要高帶寬，對延時不敏感。因為接入無線的設(shè)備多樣，場景復(fù)雜。在制訂無線標準，設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)的時候，需要關(guān)注的點比較多，要結(jié)合需求和場景，真正的為無線用戶帶來良好的體驗。

WIFI6在調(diào)制，編碼，多用戶并發(fā)等方面進行了技術(shù)改進和優(yōu)化，與速度提升相比，更關(guān)注因應(yīng)用，用戶體驗，無線環(huán)境的整體優(yōu)化。更貼合于現(xiàn)階段多Wi-Fi終端、多應(yīng)用普及的場景。現(xiàn)階段各類終端和應(yīng)用繁多，如視頻類應(yīng)用、即時通訊類應(yīng)用等，因此無線場景中多并發(fā)、短報文的情況越來越多，早期的Wi-Fi協(xié)議應(yīng)對這種情景并無技術(shù)優(yōu)勢，而Wi-Fi 6針對這些場景做了大量的改進和優(yōu)化，能大幅度的提升大家的無線體驗。

WIFI6引入的新技術(shù)特性

Wi-Fi 6作為致力提升無線使用效率和用戶真實體驗的標準，定義了很多和以往協(xié)議截然不同的技術(shù)規(guī)格。例如更高的調(diào)制階數(shù)（1024-QAM）、更窄的子載波間隔、上下行OFDMA技術(shù)、上下行MU-MIMO技術(shù)（其中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5時引入）、空間復(fù)用技術(shù)等。

這些特性在2.4G和5G網(wǎng)絡(luò)下均未享受到。WIFI5的特性僅支持5G。WIFI4的特性支持2.4G和5G。

帶寬提升

WIFI6的最高理論速度是9.6Gpbs。WIFI5是6.9Gbps，單條空間流80MHz下的速度從433Mbps提高到600.4Mbps

1024-QAM

1024-QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調(diào)制），這是一種調(diào)制方式，所謂調(diào)制就是將電信號轉(zhuǎn)換為無線電波的過程，反之則稱為解調(diào)，調(diào)制方式越高階，轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)密度就越高。

QAM編碼是采用二維（點陣）調(diào)制方式，實際應(yīng)用中QAM數(shù)值是2的N次方。比如說64-QAM，64是2的6次方，一次就可以傳輸6個bit的數(shù)據(jù)；Wi-Fi 5支持的最高調(diào)制是256-QAM，因此Wi-Fi 5一次可以攜帶8個bit的數(shù)據(jù)信息，Wi-Fi 6支持的最高調(diào)制是1024-QAM，Wi-Fi 6一次可以攜帶10bit，通過使用1024-QAM，讓W(xué)i-Fi 6的物理層協(xié)商速率提升了25%。

更窄的子載波間隔

Wi-Fi 6對子載波間隔進行了重新設(shè)計，將子載波間隔從Wi-Fi 5的312.5kHz，變成78.125kHz，即相同信道帶寬帶(MHz)的情況下，Wi-Fi 6的子載波數(shù)量是Wi-Fi5的4倍。

由于更窄子載波間隔的引入，也讓單幀容量增至原來的四倍（即256個子載波/20MHz），單幀發(fā)送時長自然也是Wi-Fi 4/5（3.2微秒）的四倍（12.8微秒），但幀間隔僅為原來的兩倍（0.8微秒），即每一幀的傳輸周期是13.6微秒。綜合起來，幀間隔時間開銷從Wi-Fi 4/5的11.11%【0.4/(3.2+0.4)=11.11%】降低到了5.88%【0.8/(12.8+0.8)=5.88%】，因此Wi-Fi 6的整體效率再提升5.88%，即物理層協(xié)商速率提升了5.88%。

在相同信道頻寬80MHz下的WIFI5和WIFI6的有效載波占比

通過更高階的調(diào)制技術(shù)和更窄的子載波間隔，讓W(xué)i-Fi 6的理論速率（160MHz頻寬，8條空間流）從Wi-Fi 5的6.9Gbps提升到9.6Gbps。

更高的頻寬

Wi-Fi 6 將Wi-Fi 頻道從80 MHz 提升到160 MHz。

高密度連接

為了滿足高密度的無線連接，引入的新特性

MU-MIMO(多用戶多進多出）

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，多用戶的多進多出)，它讓AP可以同時與多臺終端并發(fā)通信。

Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基礎(chǔ)上新增上行MU-MIMO，WIFI5的MU-MIMO僅適用于下載。同時也把Wi-Fi 5最大支持4×4的下行MU-MIMO提升到最大支持8×8的上下行MU-MIMO，支持同時向8個終端發(fā)送數(shù)據(jù)，與Wi-Fi 5相比，下行鏈路容量增加了2倍，上行鏈路容量增加了8倍，從而大幅提高無線接入總?cè)萘?，這表示無論您正在串流、下載、游玩VR/AR、MMO's 或RPG's，Wi-Fi 6 的8條串流，都能提供所有應(yīng)用足夠的頻寬。

傳統(tǒng)的MIMO嚴格來說應(yīng)該叫做SU-MIMO（Single-user MIMO，單用戶MIMO），雖然支持多天線同步傳輸，在同一個信道同一時刻，只能與一個終端通信，多終端之間仍為串行傳輸。

MU-MIMO解決了同一AP下多用戶并發(fā)傳輸?shù)膯栴}，將原來的HUB模式，升級為了交換模式。

OFDMA（正交頻分多址）

OFDMA技術(shù)是在頻域上將無線信道劃分為多個子信道（子載波），形成一個個射頻資源單元，用戶傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)將承載在每個資源單元上，而不是像Wi-Fi 4/5（使用OFDM技術(shù)）時那樣占用整個信道。

Wi-Fi從802.11a（1999年發(fā)布的第三代Wi-Fi協(xié)議）開始就采用OFDM調(diào)制作為核心信道調(diào)制方案，Wi-Fi 6在OFDM的基礎(chǔ)上加入多址（即多用戶）技術(shù)，從而演進成OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交頻分多址）。

OFDM調(diào)制原理是將信道切分為子載波，但單一信道內(nèi)的子載波須同時使用。OFDMA調(diào)制則更進一步，將現(xiàn)有的802.11信道(20、40、80和160MHz寬度)劃分成具有固定數(shù)量子載波的較小子信道，并將特定子載波集進一步指派給個別STA，從而為多個用戶同時服務(wù)。

OFDMA劃分的射頻資源單元就像把貨車的載貨箱劃分了很多小格子，這樣貨車在拉貨時就可以進行靈活組合，不論是拉大貨物還是小貨物，都可以裝滿整個貨箱再出發(fā)，充分利用每臺貨車的資源。

顯示已有一個天線運作的情景。實際路由器是多天線，與此情況類似。

通過OFDMA技術(shù)可實現(xiàn)在每個時間段內(nèi)多個終端同時并行傳輸，不必依次排隊等待、相互競爭，提升了效率，提高了無線接入的密度，降低了排隊的等待時延。

OFDMA和MU-MIMO的適用場景對比

抗干擾能力——Spatial Reuse（空間復(fù)用）

Spatial Reuse（空間復(fù)用），也被稱作“BSS著色”（BSS coloring），通過此技術(shù)可以實現(xiàn)更多同步傳輸，即AP可以識別兩個相距不遠但并不相鄰的AP和終端設(shè)備，能夠在同一時間內(nèi)實現(xiàn)無線并發(fā)傳輸而不會相互影響。用于解決不同AP在相同信道下并發(fā)沖突的問題。

為了在密集部署方案中提高系統(tǒng)級性能和頻譜資源的有效使用，802.11ax標準實現(xiàn)了空間重用技術(shù)。STA可以識別來自重疊基本服務(wù)集（BSS）的信號，并基于該信息做出關(guān)于介質(zhì)爭用和干擾管理的決定。

BSS著色是802.11ah中引入的一種機制，用于為每個BSS分配不同的“顏色”，將其擴展到11ax，根據(jù)檢測到的顏色分配新的頻道訪問行為。盡可能的情況下最大限度地減少同頻干擾。

傳統(tǒng)傳輸機制，每次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，會監(jiān)聽無線信道上有無其他AP也在傳送數(shù)據(jù)，如果有，先避讓，等下個時間段再傳送。這意味著多個AP工作于同一信道時，由于采用輪流單獨通信的方式，會大幅降低網(wǎng)絡(luò)容量。

BBS Coloring機制，即在數(shù)據(jù)報頭加入6bits的BSS Color來指定不同的AP，這樣一來，當(dāng)路由器或設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)前偵聽到信道已被占用時，會首先檢查該“占用”的BSS Color，確定是否是同一AP的網(wǎng)絡(luò)，如果不是，則不用避讓，從而允許多個AP在同一信道上運行，并智能管理多用戶同時并行傳輸。

提高電池續(xù)航

目標喚醒時間(Target Wake Time，簡稱TWT) 讓設(shè)備可自行協(xié)商它們何時以及多常喚醒以發(fā)送或接收資料，這項功能可以增加設(shè)備的休眠時間并顯著延長行動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命。

這個服務(wù)可以降低支持WIFI6終端的電力消耗。現(xiàn)在很多設(shè)備連接WIFI的情況下耗電嚴重，尤其是使用電池的IOT物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。減少用戶之間的爭用和沖突，顯著提升STA的休眠時間，節(jié)約電力消耗。常用的手機，筆記本等，因為需要持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸，這項技術(shù)的收益并不明顯。

更高的安全性

WPA2加密協(xié)議，在2017年10月被完全破解，隨著WIFI6，還推出了WPA3安全協(xié)議。

主要體現(xiàn)在：

公共場所，即使是open的SSID，也會提供無感知的數(shù)據(jù)傳輸加密

使用SAW替換PSK，使用4次握手提供更高的安全性，對于WPA-Enterprise無太多改進

支持通過掃描二維碼，NFC，藍牙等方式，添加IOT設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

增加256位密鑰

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