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Wi-Fi 6 的关键技术有哪些?

2019-09-23

Wi-Fi联盟近期将基于IEEE 802.11ax标准的Wi-Fi技术定义为第6代Wi-Fi技术,简称Wi-Fi 6。在Wi-Fi 5之前,无线网络技术的关注点是网速,而忽略了网络容量。Wi-Fi 5应用MU-MIMO技术,迈出了增加网络容量和通信效率的第一步。在Wi-Fi 6标准中又引入了一系列新技术和优化手段,使得无线网络在速率、接入密度、覆盖距离上都有了进一步提升。接下来我们就对Wi-Fi 6的关键技术进行剖析。7jy电子头条

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关键技术1:7jy电子头条

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OFDMA(正交频分多址)7jy电子头条

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在Wi-Fi 6之前的Wi-Fi采用的都是OFDM(正交频分复用)调制方式,其原理是将信道切分为子载波,目的是为了防止干扰,但单一信道同一时间内只能为同一用户服务,而Wi-Fi 6采用了OFDMA这一成熟的4G蜂窝技术,单一信道同一时间内可以为多用户服务。7jy电子头条

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关键技术2:7jy电子头条

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MU-MIMO(多用户输入输出)7jy电子头条

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MU-MIMO技术在Wi-Fi 5 802.11ac Wave2规范中被首次使用,AP接入点可以同时向多个终端发送数据包,解决了之前一次只能和一个终端通信的问题。而Wi-Fi 6对MU-MIMO功能进一步增强,802.11ac 可以同时向4个终端发送MU-MIMO数据包,而Wi-Fi 6可以同时向8个终端发送MU-MIMO数据包。Wi-Fi 6除了支持下行MU-MIMO技术之外,还新增了对上行MU-MIMO的支持,可以最多同时传输8个用户的上行数据。7jy电子头条

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Wi-Fi 6 的关键技术有哪些?7jy电子头条

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关键技术3:7jy电子头条

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更高阶的调制编码方案7jy电子头条

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早期的Wi-Fi调制编码效率是比较低的,每个子载波只能携带4bit数据,Wi-Fi 4支持64QAM,每个子载波可以携带6bit数据,而Wi-Fi 5支持的256QAM每个子载波可以携带8bit数据,Wi-Fi 6引入了更高阶的调制编码方案1024QAM,相比于256QAM,每个子载波携带的数据从8bit增加到10bit,相应的速率提升25%,再结合其他速率提升技术,单条空间流(80MHz频宽)的速率可以由433Mbps提升到600Mbps。7jy电子头条

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关键技术4:7jy电子头条

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空间重用(Spatial Reuse)7jy电子头条

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802.11协议使用载波侦听多路访问(CSMA)技术来进行冲突检测和发送仲裁,无线终端在发送报文前都会首先进行信道评估,仅当它们检测到信道空闲时才会发送报文,以避免冲突。这个冲突检测方法使所有参与者公平共享信道,但当在线设备数量大幅增长时,传输效率就会严重下降,尤其是在多个AP相互间有重叠覆盖区域的场景。7jy电子头条

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针对高密场景的信号特点,新华三在Wi-Fi 4时提出了“信道重用”技术,可以极大缓解高密场景下信号冲突的问题,提升整网的使用性能。同时,Wi-Fi 6在物理报文头中加入了一个BSS Color信息,用来协助辨别接收到报文的BSS信息,并采用了类似“信道重用”的空间重用技术,来提升高密部署环境下的空口利用率和提升整网性能。7jy电子头条

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关键技术5:7jy电子头条

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节电管理(Target Wake Times)7jy电子头条

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在Wi-Fi 6之前,希望节能的无线终端在休眠期间会周期性唤醒来侦听AP发送的Beacon,以确认是否需要进行报文接收。而在Wi-Fi 6中引入了更高效的节能机制TWT(Target Wake Times),无线终端不再需要侦听Beacon,而是与AP协商在特定时间唤醒获取空口资源,这样减少了唤醒次数,从而达到节能的目的。此外,AP还可以将无线终端按照不同的TWT周期分组,以减少冲突。7jy电子头条

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上述技术的应用,使得用户使用Wi-Fi 6网络时,在上网速度、连接稳定性、特别是高密环境下的用户体验有了显著提升。我们可以大胆预期,当未来Wi-Fi 6普及时,在车站、机场、体育场馆、学校教室、开放式办公室等高密度场景下,人们能够随意、流畅地连接Wi-Fi网络,彻底告别“连不上、频掉线、速度慢”等问题。7jy电子头条