Wifi6的技術革新
802.11ax又被稱為“高效率無線標準”(High-Efficiency Wireless,HEW),將大幅度提升用戶密集環境中的每位用戶的平均傳輸率,有效減少網絡擁塞、大幅提升無線速度與覆蓋范圍。其實,設計802.11ax的首要目的是解決網絡容量問題,因為隨著公共Wi-Fi的普及,網絡容量問題已成為機場、體育賽事和校園等密集環境中的一個大問題。那么作為新一代WiFi協議的11ax具體都有哪些技術上的突破呢?
1、wifi6支持2.4G與5G
802.11ax協議基于2.4GHz和5GHz兩個頻段,這種雙頻段,并非是ac雙頻路由器那樣不同的頻段對應不同的協議,ax協議本身就支持兩個頻段。這顯然迎合了當下物聯網、智能家居等發展潮流。對于一些對帶寬需要不高的智能家居設備,可以使用2.4GHz頻段去連接,保證足夠的傳輸距離,而對于需要高速傳輸的設備,就使用5GHz頻段。
2、支持1024-QAM,數據容量更高
從調制上看WiFi 5是256-QAM,WiFi-6是1024-QAM,前者的數據流最大支持4個,后者則最大支持8個,因此WiFi 5的理論吞吐量可以做到3.5Gbps,而WiFi 6則可以做到驚人的9.6Gbps。
3、支持完整版的MU-MIMO
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)即為為多輸入多輸出技術,是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,實現以更小的代價達到更高的用戶速率,從而改善通信質量。實際上 IEEE在802.11n協議時代就引入了MIMO技術,而MU-MIMO技術可以理解為它的升級版或者是多用戶版本。
通俗來說,以前在802.11n上面的MIMO只能說是SU-MIMO即單用戶MIMO,傳統的SU-MIMO路由器信號呈現一個圓環,依據遠近親疏,依次單獨與上網設備進行通訊。當接入的設備過多時,就會出現設備等待通訊的情況;更為嚴重的是,這種依次單獨的通訊,是基于設備對AP(路由器或熱點等)總頻寬的平均值。也就是說,如果擁有100MHz的頻寬,按照“一次只能服務一個”的原理,在有3個設備同時接入網絡的情況下,每個設備只能得到約33.3MHz頻寬,另外的66.6MHz則處于閑置狀態。即在同一個Wi-Fi區域內,連接設備越多寬頻被平均得越小,浪費的資源越多,網速也就越慢。

MU-MIMO路由器則不同,MU-MIMO路由的信號在時域、頻域、空域三個維度上分成三部分,就像是同時發出三個不同的信號,能夠同時與三部設備協同工作;尤其值得一提的是,由于三個信號互不干擾,因此每臺設備得到的頻寬資源并沒有打折扣,資源得到最大化的利用,從路由器角度衡量,數據傳輸速率提高了3倍,改善了網絡資源利用率,從而確保Wi-Fi無間斷連接。MU-MIMO技術就是賦予了路由器并行處理的能力,讓它能夠同時為多臺設備傳輸數據,極大地改善了網絡擁堵的情況。在今天這種無線聯網設備數量爆發式增長的時代,它是比單純提高速率更有實際意義的。
值得一提是WiFi5中也使用了MU-MIMO功能,但它天生不足:設備需要連接在同一5G頻段下,要全部支持MU-MIMO功能。且設備數量要剛剛好才能觸發這個功能。最重要的一點是WiFi5下的MU-MIMO功能只支持數據下行,上傳數據時還是走得SU-MIMO。而WiFi6給我們帶來了完整版的MU-MIMO功能——至少它支持數據上行和下行。相比于WiFi中最大的4×4 MU-MIMO規格,WiFi6擁有了8×8 MU-MIMO——最多可以同時支持向8個終端傳輸數據。如此一來適用的場景便多了許多,這時MU-MIMO才到了真正能用的地步。
4、OFDMA技術
長久以來,WiFi一直采用OFDM作為核心傳輸方案。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交頻分復用技術,是由多載波調制發展而來的一種實現復雜度低、應用最廣的一種多載波傳輸方案。OFDM主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流,調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ISI)。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬,因此每個子信道上可以看成平坦性衰落,從而可以消除碼間串擾,而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。用一個簡單的例子來說明:假設我們現在有很多車要從A地到B地,沒有使用OFDM技術之前,路是一條路,所有的車四處亂開,橫沖直撞,結果誰都快不了。現在使用了OFDM技術,將一條大路劃分為很多個車道,大家都按照車道駕駛,這樣既可以提高速度,又能減少車與車之間的干擾。同時這條道的車多了,就勻一點到那條車少的道上去,管理上也方便很多。
