802.11ax讓W(xué)i-Fi“高速公路”與“塞車(chē)”說(shuō)拜拜

設想以下場(chǎng)景：當你參加某場(chǎng)規模巨大的發(fā)布會(huì )時(shí)，一個(gè)激動(dòng)人心的新聞點(diǎn)突然出現，于是你閃了許多照準備發(fā)到朋友圈?？上缀跛腥送瑫r(shí)都在這樣做，一時(shí)間會(huì )場(chǎng)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )變得比牛車(chē)還慢。不得已，你只好斷開(kāi)免費的Wi-Fi鏈接，改用付費的4G流量，即使那些照片的總大小可能高達上百M——實(shí)在沒(méi)時(shí)間等Wi-Fi網(wǎng)速回復正常水平了，畢竟再磨蹭一會(huì )兒，新聞可就變舊聞嘍。

為什么Wi-Fi一到重要時(shí)刻就會(huì )掉鏈子“塞車(chē)”？因為這是802.11ac特性使然。802.11ac當然提供了非?？焖俚逆溄?，但這一性能通常對低密度用戶(hù)環(huán)境比較有效，在用戶(hù)非常密集的環(huán)境中，802.11ac能夠提供的實(shí)際數據吞吐量就會(huì )顯著(zhù)降低。因此，新一代的Wi-Fi標準802.11ax標準做出了改變，其目的就是要提高擁擠網(wǎng)絡(luò )空間中的數據吞吐量。那么802.11ax為提高數據吞吐量究竟做出了哪些重要改變，在提高擁擠網(wǎng)絡(luò )空間中的數據吞吐量的同時(shí)，還使得傳輸速率比上一代Wi-Fi標準提升了四倍之多呢？

高效PHY機制

新的Wi-Fi規范為802.11ax的物理層帶來(lái)了重大變化。但該規范仍可向后兼容802.11a/b/g/n和/ac設備，因此802.11ax STA可以與傳統STA相互發(fā)送或接收數據。802.11ax STA傳輸時(shí)，這些傳統客戶(hù)還能夠解調和解碼802.11 ax數據包（但并非整個(gè)802.11ax數據包）報頭和退避。

802.11ax標準將對2.4GHz和5GHz帶寬進(jìn)行規范。此標準明確定義了四倍大的FFT，乘以副載波的數量。但是，802.11ax標準提供的一個(gè)重要變化是副載波間隔減少到此前802.11修訂版中副載波間隔的四分之一，同時(shí)保留了現有的信道帶寬。

OFDM（正交頻分多路復用）符號持續時(shí)間和循環(huán)前綴也增長(cháng)了四倍，原始鏈接數據率保持與802.11ac相同，但提高了在室內/戶(hù)外及混合環(huán)境下的效率和穩健性。但此標準的確規定了室內環(huán)境下的1024-QAM和更低的循環(huán)前綴比率，這將提升最大數據速率。

多用戶(hù)作業(yè)：MU-MIMO和OFDMA

802.11ax標準具備兩種作業(yè)模式，分別為單用戶(hù)模式與多用戶(hù)模式。

單用戶(hù)：在這個(gè)序列模式下，無(wú)線(xiàn)工作站（STA）在獲得媒體訪(fǎng)問(wèn)權后一次發(fā)送并接收一個(gè)數據。

多用戶(hù)：此模式允許多個(gè)非接入點(diǎn)STA的同時(shí)操作。該標準進(jìn)一步將此模式分為下行和上行多用戶(hù)模式。下行多用戶(hù)模式是指接入點(diǎn)同時(shí)為多個(gè)相關(guān)無(wú)線(xiàn)STA提供的數據，現行802.11ac標準也包含此功能；上行多用戶(hù)模式是指數據從多個(gè)STA到AP的同步傳輸，這是802.11ax標準的新增功能，以往任何版本的Wi-Fi標準皆不具備這項功能。

在多用戶(hù)操作模式下，802.11ax還規定了兩種能夠在一定區域內多路傳輸更多用戶(hù)的方式：多用戶(hù)MIMO和正交頻分多址（OFDMA）。在這兩種方法中，AP作為中央控制器控制多用戶(hù)操作的各個(gè)方面，這與LTE蜂窩基站控制多個(gè)用戶(hù)的多路復用相似。802.11ax AP還可將MU-MIMO與OFDMA操作結合起來(lái)。

MU-MIMO

802.11ax設備借鑒了802.11ac的執行經(jīng)驗，將使用波束成形技術(shù)同步將數據包發(fā)送至不同空間的用戶(hù)。換言之，AP會(huì )計算每個(gè)用戶(hù)的信道矩陣，并同時(shí)將波束導向不同的用戶(hù)——每路波束包含針對其目標用戶(hù)的特定數據包。802.11ax一次可支持8個(gè)多用戶(hù)MIMO傳輸包的發(fā)送，而802.11ac一次只可支持4個(gè)MIMO數據包。而且，每次MU-MIMO傳輸都可能有自己的調制和解碼集（MCS）和不同數量的空間串流。

OFDMA

802.11ax所采用的在相同信道帶寬中服務(wù)更多用戶(hù)的另一執行技術(shù)是OFDMA?；?02.11ac已經(jīng)使用的現有正交頻分多路復用（OFDM）數字調制方案，802.11ax標準進(jìn)一步將特定的副載波集分配給個(gè)體用戶(hù)，即它將現有的802.11信道（20、40、80和160MHz頻寬）分為帶有預定義數量的副載波的更小子信道。802.11ax標準將最小子信道稱(chēng)為資源單元（RU），最少包含26個(gè)副載波。AP依據多個(gè)用戶(hù)的通信需求決定如何分配信道，始終在下行方向分配所有可用的資源單元。它可能一次將整個(gè)信道僅分配給一個(gè)用戶(hù)——與802.11ac當前功能相同——或者它可能對其進(jìn)行分區，以便同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶(hù)。

在密集用戶(hù)環(huán)境下，許多用戶(hù)通常無(wú)力爭奪信道的使用機會(huì )，現在正交頻分多址使用更小巧——但更具專(zhuān)用性的子信道同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶(hù)，因此提升了每個(gè)用戶(hù)的平均數據吞吐量。802.11ax系統可能通過(guò)不同的資源單元規模實(shí)現信道的多路復用。對于每一20MHz帶寬，信道的最小部分可容納9個(gè)用戶(hù)。

Qorvo最新Wi-Fi解決方案為802.11ax奠定基礎

802.11ax標準將在不同的頻率網(wǎng)絡(luò )中提供大幅提升的容量，進(jìn)而轉化為更多的數據、更多的設備和更多的服務(wù)。去年ABI Research預測，到2021年，802.11ax將占到預計出貨的210億個(gè)Wi-Fi芯片組的近60％。

為滿(mǎn)足802.11ax日益升高的市場(chǎng)需求，Qorvo最近推出的Wi-Fi FEM系列憑借其對802.11ac和Wave 2 1024QAM的支持，為802.11ax奠定了基礎。該系列中的5GHz FEM每條數據流的吞吐量超過(guò)1.2 Gbps（最多8條數據流），是目前可實(shí)現的最高數據速率。這些功能滿(mǎn)足了802.11ax的基本要求，例如多用戶(hù)多輸入/多輸出（MU-MIMO）、擴展的范圍和高吞吐量，以及容量更密集的正交頻分多址（OFDMA）調制。

值得一提的是，在最新Wi-Fi解決方案中，Qorvo的BAW技術(shù)解決了散熱問(wèn)題，提高了諧波合規性和帶緣性能，支持在整個(gè)分配頻譜范圍內進(jìn)行廣泛的功率傳輸，為Wi-Fi應用實(shí)現了最大范圍和可靠吞吐量。