作者：colaandice

2018年10月4日，Wi-Fi聯盟正式宣佈將下一代Wi-Fi技術802。11ax更名為Wi-Fi 6，並將前兩代技術802。11n和802。11ac分別更名為Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

Wi-Fi 6相比起Wi-Fi 4/5來說不只是速率變得更快了，同時也針對不同場景和相關技術做了很多升級和最佳化，下面將從技術方面，看看WIFI6帶來的新變化。

WIFI4/5/6發展歷程

從WIFI標準的發展歷程中不難發現，WIFI標準，最大的提升是資料傳輸速率，透過更高調製方式，更大的頻寬，來實現更高的傳輸速率。但是實際的無線場景使用中，使用者對於無線的需求是多樣的，有的場景需要低延時，對頻寬的要求可能並不高，有的場景則需要高頻寬，對延時不敏感。因為接入無線的裝置多樣，場景複雜。在制訂無線標準，設計無線網路的時候，需要關注的點比較多，要結合需求和場景，真正的為無線使用者帶來良好的體驗。

WIFI6在調製，編碼，多使用者併發等方面進行了技術改進和最佳化，與速度提升相比，更關注因應用，使用者體驗，無線環境的整體最佳化。更貼合於現階段多Wi-Fi終端、多應用普及的場景。現階段各類終端和應用繁多，如影片類應用、即時通訊類應用等，因此無線場景中多併發、短報文的情況越來越多，早期的Wi-Fi協議應對這種情景並無技術優勢，而Wi-Fi 6針對這些場景做了大量的改進和最佳化，能大幅度的提升大家的無線體驗。

WIFI6引入的新技術特性

Wi-Fi 6作為致力提升無線使用效率和使用者真實體驗的標準，定義了很多和以往協議截然不同的技術規格。例如更高的調製階數（1024-QAM）、更窄的子載波間隔、上下行OFDMA技術、上下行MU-MIMO技術（其中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5時引入）、空間複用技術等。

這些特性在2。4G和5G網路下均未享受到。WIFI5的特性僅支援5G。WIFI4的特性支援2。4G和5G。

頻寬提升

WIFI6的最高理論速度是9。6Gpbs。WIFI5是6。9Gbps，單條空間流80MHz下的速度從433Mbps提高到600。4Mbps

1024-QAM

1024-QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調製），這是一種調製方式，所謂調製就是將電訊號轉換為無線電波的過程，反之則稱為解調，調製方式越高階，轉換過程中資料密度就越高。

現在還有4K QAM，理論上比1K QAM，提速25%。但是4K QAM，需要路由器和終端的支援，目前支援有限。

QAM編碼是採用二維（點陣）調製方式，實際應用中QAM數值是2的N次方。比如說64-QAM，64是2的6次方，一次就可以傳輸6個bit的資料；Wi-Fi 5支援的最高調製是256-QAM，因此Wi-Fi 5一次可以攜帶8個bit的資料資訊，Wi-Fi 6支援的最高調製是1024-QAM，Wi-Fi 6一次可以攜帶10bit，透過使用1024-QAM，讓Wi-Fi 6的物理層協商速率提升了25%。

更窄的子載波間隔

Wi-Fi 6對子載波間隔進行了重新設計，將子載波間隔從Wi-Fi 5的312。5kHz，變成78。125kHz，即相同通道頻寬帶（MHz）的情況下，Wi-Fi 6的子載波數量是Wi-Fi5的4倍。

由於更窄子載波間隔的引入，也讓單幀容量增至原來的四倍（即256個子載波/20MHz），單幀傳送時長自然也是Wi-Fi 4/5（3。2微秒）的四倍（12。8微秒），但幀間隔僅為原來的兩倍（0。8微秒），即每一幀的傳輸週期是13。6微秒。綜合起來，幀間隔時間開銷從Wi-Fi 4/5的11。11%【0。4/（3。2+0。4）=11。11%】降低到了5。88%【0。8/（12。8+0。8）=5。88%】，因此Wi-Fi 6的整體效率再提升5。88%，即物理層協商速率提升了5。88%。

在相同通道頻寬80MHz下的WIFI5和WIFI6的有效載波佔比

透過更高階的調製技術和更窄的子載波間隔，讓Wi-Fi 6的理論速率（160MHz頻寬，8條空間流）從Wi-Fi 5的6。9Gbps提升到9。6Gbps。

更高的頻寬

Wi-Fi 6 將Wi-Fi 頻道從80 MHz 提升到160 MHz。

160MHz，需要路由器和終端都支援才可以。

高密度連線

為了滿足高密度的無線連線，引入的新特性

MU-MIMO（多使用者多進多出）

MU-MIMO（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，多使用者的多進多出），它讓AP可以同時與多臺終端併發通訊。

Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基礎上新增上行MU-MIMO，WIFI5的MU-MIMO僅適用於下載。同時也把Wi-Fi 5最大支援44的下行MU-MIMO提升到最大支援88的上下行MU-MIMO，支援同時向8個終端傳送資料，與Wi-Fi 5相比，下行鏈路容量增加了2倍，上行鏈路容量增加了8倍，從而大幅提高無線接入總容量，這表示無論您正在串流、下載、遊玩VR/AR、MMO‘s 或RPG’s，Wi-Fi 6 的8條串流，都能提供所有應用足夠的頻寬。

傳統的MIMO嚴格來說應該叫做SU-MIMO（Single-user MIMO，單使用者MIMO），雖然支援多天線同步傳輸，在旦同一個通道同一時刻，只能與一個終端通訊，多終端之間仍為序列傳輸。

MU-MIMO解決了同一AP下多使用者併發傳輸的問題，將原來的HUB模式，升級為了交換模式。

OFDMA（正交分頻多重進接）

OFDMA技術是在頻域上將無線通道劃分為多個子通道（子載波），形成一個個射頻資源單元，使用者傳輸資料時，資料將承載在每個資源單元上，而不是像Wi-Fi 4/5（使用OFDM技術）時那樣佔用整個通道。

Wi-Fi從802。11a（1999年釋出的第三代Wi-Fi協議）開始就採用OFDM調製作為核心通道調製方案，Wi-Fi 6在OFDM的基礎上加入多址（即多使用者）技術，從而演進成OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交分頻多重進接）。

OFDM調製原理是將通道切分為子載波，但單一通道內的子載波須同時使用。OFDMA調製則更進一步，將現有的802。11通道（20、40、80和160MHz寬度）劃分成具有固定數量子載波的較小子通道，並將特定子載波集進一步指派給個別STA，從而為多個使用者同時服務。

OFDMA劃分的射頻資源單元就像把貨車的載貨箱劃分了很多小格子，這樣貨車在拉貨時就可以進行靈活組合，不論是拉大貨物還是小貨物，都可以裝滿整個貨箱再出發，充分利用每臺貨車的資源。

顯示已有一個天線運作的情景。實際路由器是多天線，於此情況類似。

透過OFDMA技術可實現在每個時間段內多個終端同時並行傳輸，不必依次排隊等待、相互競爭，提升了效率，提高了無線接入的密度，降低了排隊的等待時延。

OFDMA和MU-MIMO的適用場景對比

抗干擾能力——Spatial Reuse（空間複用）

Spatial Reuse（空間複用），也被稱作“BSS著色”（BSS coloring），透過此技術可以實現更多同步傳輸，即AP可以識別兩個相距不遠但並不相鄰的AP和終端裝置，能夠在同一時間內實現無線併發傳輸而不會相互影響。用於解決不同AP在相同通道下併發衝突的問題。

為了在密集部署方案中提高系統級效能和頻譜資源的有效使用，802。11ax標準實現了空間重用技術。STA可以識別來自重疊基本服務集（BSS）的訊號，並基於該資訊做出關於介質爭用和干擾管理的決定。

BSS著色是802。11ah中引入的一種機制，用於為每個BSS分配不同的“顏色”，將其擴充套件到11ax，根據檢測到的顏色分配新的頻道訪問行為。儘可能的情況下最大限度的減少同頻干擾。

傳統傳輸機制，每次傳送資料之前，會監聽無線通道上有無其他AP也在傳送資料，如果有，先避讓，等下個時間段再傳送。這意味著多個AP工作於同一通道時，由於採用輪流單獨通訊的方式，會大幅降低網路容量。

BBS Coloring機制，即在資料報頭加入6bits的BSS Color來指定不同的AP，這樣一來，當路由器或裝置在傳送資料前偵聽到通道已被佔用時，會首先檢查該“佔用”的BSS Color，確定是否是同一AP的網路，如果不是，則不用避讓，從而允許多個AP在同一通道上執行，並智慧管理多使用者同時並行傳輸。

提高電池續航

目標喚醒時間（Target Wake Time，簡稱TWT） 讓裝置可自行協商它們何時以及多常喚醒以傳送或接收資料，這項功能可以增加裝置的休眠時間並顯著延長行動裝置和物聯網裝置的電池壽命。

這個服務可以降低支援WIFI6終端的電力消耗。現在很多裝置連線WIFI的情況下耗電嚴重，尤其是使用電池的IOT物聯網裝置。減少使用者之間的爭用和衝突，顯著提升STA的休眠時間，節約電力消耗。常用的手機，筆記本等，因為需要持續的網路連線和資料傳輸，這項技術的收益並不明顯。

更高的安全性

WPA2加密協議，在2017年10月被完全破解，隨著WIFI6，還推出了WPA3安全協議。

主要體現在：

公共場所，即使是open的SSID，也會提供無感知的資料傳輸加密

使用SAW替換PSK，使用4次握手提供更高的安全箱，對於WPA-Enterprise無太多改進

支援透過掃描二維碼，NFC，藍芽等方式，新增IOT裝置聯網

增加256位金鑰

WIFI6 E

WIFI6的擴充套件協議，最重要的特性是支援6G頻段（5925-7125 MHz，共 1。2 GHz 頻寬）。讓路由器從目前 2。4GHz 和 5GHz 之外又把一個新的頻段納入使用標準。

事實上，各國還沒有確定6G頻段是否可以開放民用，目前還在測試階段，所以目前還沒有真正支援6GHz的路由器發售，也無法宣稱自己支援WIFI6E。

支援WIFI6的路由器

隨著WIFI6協議的推出，不論是家用路由器，還是企業AP市場，大量的WIFI6路由器上市，未來幾年，也會一WIFI6標準為主，直到WIFI7標準的推出。

支援WIFI6的家用路由器，會以AX+數字標識。AX表明是支援WIFI6，數字是2。4G網速和5G網速之和。

支援WIFI6的路由器，都是在2020年推出來的路由器，基本都支援各自的MESH組網技術，支援MESH組網進行無線擴充套件。

對於2。4GHz在，在2x2 MIMO下的最高速度是574Mbps，剩下的就是5G的速度。但是要想達到最高速度，首先是路由器支援，其次是終端支援。而且需要距離路由器越近越好，干擾越小越好。

對於手機終端來說，4K-QAM，160MHz的支援，需要驍龍888，天璣9000等可以支援。

最低的支援WIFI6的路由器，在300元以內，不管是更換路由器，還是新購買路由器，都可以直接購買支援WIFI6的路由器。一般WIFI協議的更新時間大概是6到7年。

如果要戰未來，可以關注還沒有釋出的WIFI7技術

家庭組網方案參考

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