近年來，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為企業(yè)很常用的網(wǎng)絡(luò)訪問方式。從1997年802.11技術(shù)誕生，到今天的萬物互聯(lián)，20年積淀而成的802.11ax不僅性能驚人，應(yīng)用空間也更加廣闊。那么802.11ax技術(shù)在哪些方面發(fā)生了革新?給Wi-Fi帶來了哪些新的變化?本篇將詳細(xì)介紹802.11ax黑科技。

　　一、802.11標(biāo)準(zhǔn)回顧

第一代802.11，追溯到1997年，它的速率很低，只是一個標(biāo)準(zhǔn)。

第二代802.11b，速率增加到11M，有非常少量的商業(yè)應(yīng)用。

第三代802.11a/g，核心技術(shù)是使用OFDM調(diào)制，筆記本電腦開始配置無線網(wǎng)卡，家用無線路由器大量出現(xiàn)，WIFI飛速發(fā)展的第一個時期。

第四代802.11n，核心技術(shù)是引進MIMO，速率成倍提升，無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)生大變革，智能手機出現(xiàn)，無線變成基本生活需求。

第五代802.11ac，高階QAM、高階MIMO，更大的頻寬，進一步提升無線速率。

第六代802.11ac Wave2，引入下行方向的MU-MIMO，無線傳輸從1對1開始實現(xiàn)一對多。

第七代802.11ax，物理層繼續(xù)提升，組網(wǎng)部分引入大量LTE技術(shù)，為多用戶場景做了大量的優(yōu)化，典型多用戶場景性能再提升4倍。

那么第七代802.11ax技術(shù)較之以往的歷代技術(shù)，都在哪些方面發(fā)生了革新?革新又會帶來哪些實際效果呢?主要體現(xiàn)在以下三大核心技術(shù)中。

　　二、802.11ax的核心特色

(一) 1024-QAM

更高階的調(diào)制方式，從802.11ac的256-QAM提升到了1024-QAM，大幅提升物理層協(xié)商速率25%。

QAM編碼是用星座點陣圖來做數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)。高階調(diào)制里，星座點更多，所需的傳輸能量更大;間隔更小，對調(diào)制解調(diào)的EVM要求更高;對接收靈敏度和射頻器件的要求也更嚴(yán)苛。802.11ax引入了1024QAM(21?)，一個符號可以攜帶10個bit的數(shù)據(jù)。

隨之而來的問題，我們的空間和時間并未變多，每個符號長度、載波的頻寬、所發(fā)生的時間并未改變。這時就需要密集的點陣，這對元器件的要求很高。信號好數(shù)據(jù)就可以完整還原出來，信號差就可能會還原失敗。舉個例子，如果兩個人說話速度快距離遠，聽的人很難聽清楚。如果兩個人說話速度快距離近，信息就可以完全傳輸?shù)奖舜说亩渲小?/p>

類比一張A4紙，字大即使距離遠，也可以看清楚。字小距離遠，就會模糊。所以說1024QAM在近距離可以提供更高的物理層速率，但是隨著距離的增加，有效信號強度逐漸降低，有效信號和噪聲的比不斷下降，射頻器件就無法解調(diào)出高階調(diào)制的信號了。這時，只能減少信息量(降低速度)，才能正常傳輸數(shù)據(jù)。

(二) OFDMA

包括對子載波，符號時間的修訂，使數(shù)理層協(xié)商速度提升，并在同一時刻為多個終端實現(xiàn)并行傳輸。

· 提升數(shù)據(jù)子載波占比

· 減少GI開銷

· 加入多址技術(shù)

舉個例子，為保證運營安全，高鐵極限的行車間隔為3分鐘。同方向列車，前一輛開走至少隔3分鐘，后一輛車才會到達。如何提高高鐵的運力?最簡單實用的方法就是每輛列車增加長度。八節(jié)列車比四節(jié)列車運力提升了一倍。由此得出結(jié)論，當(dāng)停車間隔不能進一步壓縮時，增加車身長度，列車的利用率就大幅提升。

同比，道路(信道)寬度與總車速(MCS速率)都固定，每輛車固定攜帶10bit數(shù)據(jù)(車長車寬相同)，每次只允許并排過一排共n輛貨車(n個子載波)，每兩排貨車間必須間隔0.8us的距離。那怎樣調(diào)度道路的利用率?每排車持續(xù)的時間越長，車間距占比越低，道路利用率越高。802.11ax較之802.11ac，符號時間延長了4倍，從3.2us延長到了12.8us。相應(yīng)地，子載波間隔縮小到了1/4，數(shù)量增加到了4倍。

802.11ax同時服務(wù)多個不同客戶，現(xiàn)在同一時間發(fā)車的一個車隊(所有子載波)，可以將相鄰的最少26輛車(連續(xù)的26個子載波)分成一個小組(RU資源單元)，每個小組可以分別為不同的客戶進行傳送，傳輸效率提升。

(三) SR空間復(fù)用

引入BSS-COLOR快速識別BSS，提升信號接收和解調(diào)效率;通過CAA門限動態(tài)調(diào)整，降低信道干擾對信號發(fā)送的影響。

● BSS快速識別

802.11ax中引入了BSS COLOR，AP在發(fā)送報文時，就能辨別出是否是自己的AP發(fā)送的。若數(shù)據(jù)幀聽到的BSS COLOR與自己關(guān)聯(lián)的AP不一致，則認(rèn)為它來自其他AP，直接進行退避。正如不同快遞公司使用不同顏色的面單一樣，在對應(yīng)快遞公司的快件中尋找自己的郵件，效率可成倍提升。

舉個實例，AP1和AP2同時發(fā)送數(shù)據(jù)，AP1下的STA解碼出AP2的報文不是自己的，然后停止開始和AP1同步數(shù)據(jù)，完整接收并解調(diào)。有了BSS COLOR，可以快速識別判決是否是正確信號，做了一個成功的接收。

　　● 動態(tài)CCA門限

高密度會場需要布置很多AP，當(dāng)有兩個或同性的AP會發(fā)生什么樣的情況?當(dāng)一個AP傳輸數(shù)據(jù)時，其他AP只能等待，AP布置的越多，速度會越慢。類似于圓桌會議，一人講話，其余人都需等待。解決的辦法是把圓桌會議變成分組討論，但是小組間談話會互相干擾，干擾不可避免。因此需頂著干擾收發(fā)數(shù)據(jù)，這時動態(tài)CCA門限以及其他相關(guān)技術(shù)應(yīng)運而生。

802.11ax協(xié)議，對于干擾處理類似于小組討論，對于鄰近小組的討論，只要音量不影響到本小組的對話，則討論照常進行。即將OBSS與MYBSS的CAA門限區(qū)分對待，分別設(shè)置不同的CAA門限，從而保證在重疊BSS的低干擾下仍然可以正常發(fā)射。

干擾信號比有效信號弱，就可以成功的收發(fā)數(shù)據(jù)，這就是一個門限。AP與STA距離遠近不一，STA的性能良莠不齊，干擾信號強弱不定，具體要怎么解決?這時就需要合適的算法調(diào)整門限。

● 動態(tài)CAA調(diào)整門限：

1. 調(diào)高門限。當(dāng)環(huán)境比較嘈雜，干擾信號較多，而AP與STA的距離較近，信號較強時，足以保證信噪比時，可以調(diào)高門限。

2. 調(diào)低門限。當(dāng)AP與STA的距離較遠，信號不夠強，干擾信號對信躁比影響顯著時，可以降低門限。

三、更多改進

● 2.4G/5G雙頻設(shè)計

與802.11ac只支持5GHz頻段不同，802.11ax同時支持2.4G和5G兩個頻段，可兼容802.11a/b/g/n/ac

● 支持雙向MU-MIMO

802.11ac的MU-MIMO技術(shù)僅支持下行單向，802.11ax中將MU-MIMO技術(shù)擴展了UL/DL雙向，多用戶場景性能進一步提升。

● TWT節(jié)電管理技術(shù)

目標(biāo)喚醒時間TWT(Target Wakeup Time)允許設(shè)備協(xié)商各自的喚醒時間和睡眠時間，減少空口競爭，延長電池壽命。

四、小結(jié)

802.11ax的目標(biāo)：實現(xiàn)在高密度部署的環(huán)境下，每個用戶平均速率的提升，達到802.11ac的4倍網(wǎng)絡(luò)延時的降低，更好的保證公平性。

● 速率提升

1024-QAM較之256-QAM，提升25%;長符號減少GI開銷，提升5.88%;數(shù)據(jù)子載波占比有所提高，提升4.7%。整體合計提升38.6%，即在80MHz頻寬下，從433Mbps單流提升到600Mbps單流;160MHz單流可達1201Mbps，最大支持8條空間流超過9.6Gbps。

● 多用戶傳輸

支持上下行MU-MIMO與上下行OFDMA兩種多用戶傳輸技術(shù)，減少多用戶并行傳輸技術(shù)，減少多用戶并行傳輸時的信道開銷，提升多用戶場景下的空間信道利用率。

● 抗干擾

利用BSS-COLOR快速識別提升數(shù)據(jù)同步、接收、解調(diào)效率，利用動態(tài)CAA門限調(diào)整減少數(shù)據(jù)發(fā)送時對信號干擾的退避。