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5G別跑，6G來了

發(fā)布時間：

2018-11-01 20:11

飛宇信電子有限公司

在無線的世界里，有兩大高手仗劍江湖，一個是蜂窩網(wǎng)絡(luò)，一個是Wi-Fi，一個從室外走向室內(nèi)，一個從室內(nèi)走向室外，多年來Wi-Fi是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋補充，也承擔(dān)著大量的數(shù)據(jù)流量卸載，兩者既愛又恨，同時又誰也離不開誰。

如今5G已在起跑線上，但5G高頻段信號更難走進(jìn)室內(nèi)，同時運營商的傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)在5G時代還將面臨大規(guī)模的升級改造或替換，因此，面向不斷發(fā)展的視頻和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，這個世界將需要更強的Wi-Fi來卸載流量和填補5G覆蓋缺口。

Wi-Fi 6 來了

802.11a，802.11b，802.11g，802.11n，802.11ac… 這些術(shù)語太專業(yè)了，作為技術(shù)小白，我在購買路由器的時候到底該選擇哪個標(biāo)準(zhǔn)？不會被無良廠商給忽悠了吧？

瞧瞧人家運營商的2G、3G、4G、5G... 朗朗上口易推廣，咱們做技術(shù)的也要有點營銷技巧好不？

得了，干脆我們改名吧?。╓i-Fi聯(lián)盟響起了一拍即合的啪啪聲）

2018年10月4日，Wi-Fi 聯(lián)盟正式宣布將下一代WiFi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。

從此，我們在購買路由器時，再也不用去研究a/b/g/n/ac/ax這些生僻術(shù)語了，只需要比較“誰的數(shù)字大”就可以了：

Wi-Fi 1：802.11a（1999）

Wi-Fi 2：802.11b（1999）

Wi-Fi 3：802.11g（2003）

Wi-Fi 4：802.11n（2009）

Wi-Fi 5：802.11ac（2014）

Wi-Fi 6：802.11ax（2019）

后面的數(shù)字越大，速度越快，性能越強，就像您買手機一樣。

以后您的手機或平板上的WiFi信號標(biāo)識也將以“Wi-Fi+數(shù)字”的方式呈現(xiàn)：

當(dāng)你在使用Wi-Fi時，像你手機上會變化的3G和4G信號標(biāo)識一樣，可根據(jù)后面的數(shù)字來判斷當(dāng)前使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和速率等級。

5G別跑

與前幾代Wi-Fi技術(shù)相比，Wi-Fi 6不一樣。

得益于上行MU-MIMO、1024QAM調(diào)制方式、160MHz信道帶寬、8*8MIMO等技術(shù)的引入，Wi-Fi 6的最高速率可達(dá)9.6Gbps，但是，Wi-Fi 6關(guān)注的重點并不是單設(shè)備的峰值速率。

Wi-Fi 6更關(guān)注的是密集用戶場景下的平均吞吐率，關(guān)注的是應(yīng)用、用戶體驗和整個無線生態(tài)。

Wi-Fi 6是史上速率最快，也是最靈活通用的Wi-Fi技術(shù)。

Wi-Fi 6就是為5G時代而生。

眾所周知，5G有eMBB、mMTC和URLLC三大場景，面向未來4K/8K、VR/AR等高帶寬視頻業(yè)務(wù)和萬物互聯(lián)，而Wi-Fi 6的方向與5G是一致的：

?Wi-Fi 6支持多用戶高速率并發(fā)，可支持家庭、體育場館和其他公共場所等用戶密集場景下的超高清視頻應(yīng)用。

?Wi-Fi 6優(yōu)化了設(shè)備功耗和覆蓋能力，可更好的支持智慧家庭、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

比較Wi-Fi 5，Wi-Fi 6主要引入的新技術(shù)如下：

OFDMA

與Wi-Fi 5采用OFDM技術(shù)不同， Wi-Fi 6借用了蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用的OFDMA技術(shù)，多個終端可同時并行傳輸，不必排隊等待、相互競爭，從而提升效率和降低時延。

OFDM與OFDMA有啥區(qū)別？一張圖明了。

如上圖：

OFDM：終端設(shè)備在上傳或下載數(shù)據(jù)時，在每個時間段內(nèi)，占用整個無線信道。

OFDMA：OFDMA在頻域上將無線信道劃分為多個子信道（子載波），形成一個個時頻資源塊，用戶數(shù)據(jù)承載在每個資源塊上，而不是占用整個信道，從而實現(xiàn)在每個時間段內(nèi)多個用戶同時并行傳輸，不必排隊等待、相互競爭，提升了效率，降低了排隊等待時延。

OFDMA不僅提升了每個終端的平均速率、降低了時延，以面向高清視頻、多屏、VR/AR等應(yīng)用，OFDMA還面向智慧家庭場景。

據(jù)估計，到2020年，一個普通家庭將擁有50臺無線連接設(shè)備，Wi-Fi 6引入靈活的OFDMA技術(shù)，可支持家庭的門鈴、冰箱、燈泡等多種設(shè)備的無線接入。

提升覆蓋范圍

與蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣，無線覆蓋范圍的瓶頸在于上行。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，AP通常發(fā)射功率更大、具有更多的天線，下行覆蓋距離遠(yuǎn)，同時AP保持插入電源，不必?fù)?dān)心功耗；但對于手機、平板和其他物聯(lián)網(wǎng)終端，發(fā)射功率和天線數(shù)量受限，影響上行覆蓋，同時必須優(yōu)化電池壽命。

為此，Wi-Fi 6優(yōu)化了信號上行覆蓋，采用的辦法與NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相似，即終端將其能量集中在更窄的2MHz信道中，通過提升上行功率頻譜密度來提升上行覆蓋。

Wi-Fi 6擴展了覆蓋范圍，這利于其從室內(nèi)走向室外，這是為未來部署園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等鋪路。

TWT優(yōu)化設(shè)備功耗

Wi-Fi 6采用一種叫TWT（目標(biāo)喚醒時間）的功能，允許終端設(shè)備在不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而可節(jié)省高達(dá)7倍的電池功耗。

比如，你家里有多臺智能家居設(shè)備接入Wi-Fi，AP可以與每臺設(shè)備單獨建立“喚醒協(xié)議”，終端設(shè)備僅在收到自己的“喚醒”消息之后才進(jìn)入工作狀態(tài)，而其余時間均處于休眠狀態(tài)。

此外，TWT可配合OFDMA技術(shù)，同時喚醒多個設(shè)備實現(xiàn)傳輸視頻、語音和物聯(lián)網(wǎng)等不同業(yè)務(wù)的多設(shè)備并行連接，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)調(diào)整流量比例和優(yōu)先級，從而提升家庭用戶體驗。

BSS Coloring

一直以來， Wi-Fi采用CSMA/CA機制，即每次在傳送數(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。

必須共享信道。

BSS Coloring為每個AP“著色”，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。

BSS Coloring適用于體育場、商場、園區(qū)等密集場景組網(wǎng)，它允許密集地部署AP，在干擾可控的前提下，為更多的用戶提供更大的Wi-Fi容量。

簡單的理解，這個BSS Coloring就類似于4G LTE網(wǎng)絡(luò)中的PCI（物理小區(qū)標(biāo)識），而智能管理就相當(dāng)于LTE的ICIC（ Inter-Cell Interference Coordination ，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)）技術(shù)，用于資源調(diào)度管理和減小干擾。

保護間隔

Wi-Fi走出室外的夢想不死。為了應(yīng)對室外覆蓋場景，Wi-Fi 6允許使用較長的保護間隔來發(fā)送數(shù)據(jù)，從而防止信號遠(yuǎn)距離傳送時的多徑干擾問題，據(jù)說這可以讓室外Wi-Fi吞吐量提高50％。

過去，Wi-Fi已經(jīng)證明了其價值。據(jù)統(tǒng)計，Wi-Fi承載了65%至90%的智能手機流量。

面向5G時代，Wi-Fi正向Wi-Fi 6邁進(jìn)，將繼續(xù)以更加經(jīng)濟可行的方式承載一些5G流量。

今天5G已在起跑線上，但前方的挑戰(zhàn)不小，室內(nèi)覆蓋存在短板，網(wǎng)絡(luò)致密化需要部署大量的光纖和微站，而Wi-Fi可以以更具成本效益和靈活的部署方式補充5G覆蓋和容量，共同做大無線生態(tài)規(guī)模。

5G別跑，等等，Wi-Fi 6來了。

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