802.11ax获封第六代WiFi，有哪些强大功能？

shuszhao

IEEE 802.11ax有超过50项功能，但不会全部经过认证和用于市场。
今年10月份，WiFi联盟将基于IEEE 802.11ax标准的WiFi正式纳入“麾下”，即成为第六代WiFi技术——WiFi 6。据悉，802.11ax是由IEEE标准协会的TGax工作组制定，2014年5月成立。在2016年11月和2017年9月，第一版和第二版标准草案被提出，但未获802.11ax工作小组75%以上成员投票认可。目前第三版，即3.0草案仍在商讨中，预计2019年完成正式标准化，虽然正式标准化并未完成，但是并不影响802.11ax的技术发展。

WiFi 6技术能力的提升
为推进WiFi发展和满足人们越来越高的期望，IEEE和WiFi联盟着手提高WiFi性能，特别是覆盖范围重叠的区域。事实上，手机和PC的互联网服务并不是WiFi的唯一用途。越来越多的物联网传感器在许多地方都在使用WiFi连接，但是一些限制却阻碍了它的采用。

802.11ax可有效分配低数据速率连接，提高物联网传感器电池使用寿命，并扩展WiFi信号范围。这有利于推动市场发展。值得一提的是，IEEE 802.11ax有超过50项功能，但不会全部经过认证和用于市场。

005ednc20181113

与前代相比（802.11ac），802.11ax主要目标是在密集用户环境中将用户的平均吞吐量提高至少4倍。这自然就需要在技术能力上有足够的提升，就具体技术提升，本文主要从MU-MIMO、OFDMA、MCS三方面进行分析。

首先是MU-MIMO技术。MU-MIMO即多用户输入输出技术，也是主要应用于802.11ac WAVE2的技术。相较应用在802.11n上的MIMO（多天线传输）技术而言，主要改善了路由器天线闲置的情况，允许路由器分割天线，独立地为不同的设备传输。

2015年推出的802.11ac Wave 2一个主要特性是应用了MU-MIMO技术，使得其AP节点可以同时向多个支持MU-MIMO的客户端发送数据包，解决了无线路由器之前一次只能和一个终端通信的问题。802.11ac Wave 2当时支持的最大规格是4×4 MU-MIMO，可以同时向4个终端共享下行的MU-MIMO数据包。

相较而言，802.11ax拥有8×8 MU-MIMO，可以同时向8个终端共享上行、下行的MU-MIMO数据包。另外，采用802.11ax标准的设备从AP向终端发送数据包时，一个数据包可以面向多个终端节点发送，而且这几个终端节点也能够协调，同时向AP端、网络上行发送数据包。数据包同时到达AP，AP也可以解码、同时接收所有的数据包，因此效率就有所提高。

然后是OFDMA技术。802.11ac及之前WiFi标准采用的都是OFDM（正交频分复用）调制方式，是多载波传输方案实现方式之一。采用该方式的设备的网络中在同一帧里只有一个标准的数据包，传给客户端的时候不管帧的大小，从网络协议的角度来看，在信道发送方面额外的系统开销都是一样的。另外，在OFDM系统中，用户占用了整个信道，随着用户数量的增多，用户之间的数据请求会发生冲突，从而导致当这些用户发送请求数据时，服务质量较差。

802.11ax采用的是OFDMA（正交频分多址）调制方式，该技术是OFDM技术的演进。OFDMA如今已经在蜂窝网络中普遍应用，其可以把各种大小的数据包从调制的角度组合在一起，系统开销可以通过共享而降低，并能同时支持上行和下行，因而效率得到提高。同时，OFDMA的符号的长度也得以增长，每一个调制信号的符号长度变成802.11ac的4倍。调制的长度越长，在多路径的情况下，AP端、客户端就能有更多的机会可以充分利用多路径，通过更宽的窗口把不同角度反射过来的信号组合在一起。这就让实际应用场景中，特别是远距离传输的时候，在多路径比较强的情况下，解码能力增强，接受的稳定性也更大了。

MCS（调制与编码策略）的提升。这里涉及到的是QAM，即正交振幅调制，正交振幅调制正交载波调制技术与多电平振幅键控的结合。802.11ac最高只支持256-QAM，802.11ax可以支持到1024-QAM。由于调制码的密度越大，承载的数据量也就越大，802.11ax相较802.11ac在承载数据量的能力上提高了2到3倍。如果从数据角度来看，单条空间流80M带宽的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps，理论最大关联速率（160M带宽，8条空间流）从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

802.11ax支持2.4GHz和5GHz双频段，也继承了WiFi的向下兼容的特性。关于802.11ac与802.11ax在频段、信道带宽、FFT大小、副载波间隔、数据传输速率等方面的具体性能对比，见下表：

006ednc20181113

厂商的看好
前文也提到，802.11ax标准预计会在2019年完成正式标准化，但这并不影响巨头厂商的布局与竞争。

2017年2月，高通推出支持802.11ax的两款产品——IPQ8074和QCA6290。

007ednc20181113

其中，IPQ8074是针对企业应用的高集成的SoC，采用14nm制程，支持多达四个千兆MAC，拥有两个10G接口的NBASE-T，同时还支持80MHz通道宽度，并配有运行在2GHz的Cortex-A53四核处理器和双核网络处理器，具有8x8 5GHz + 4x4 2.4GHz的MU-MIMO的解决方案。

QCA6290芯片组面向消费类设备，采用28nm工艺制造，并支持2x2 802.11ax连接，并行双频操作。官方称，除了支持802.11ax标准节能特性，还可通过高通Technologies的特定优化，降低三分之二的功耗。

2017年8月16日，博通推出了基于802.11ax标准的Max Wi-Fi芯片，包括BCM43684（民用）、BCM43694（商用）、BCM4375三种型号。

008ednc20181113

其中，BCM43684和BCM43694支持最高4条数据流，峰值传输为4.8Gbps，其它技术指标，包括前文提到的160MHz信道带宽、1024QAM、MU-MIMO、OFDMA技术等也都支持；BCM4375是用于移动平台且集成了蓝牙的一体式产品，考虑到功耗和芯片面积问题，峰值速度降为1.429Gbps，集成蓝牙5.0，同样也支持1024QAM、MU-MIMO和OFDMA。