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5G別跑，6G來了
發(fā)布時(shí)間：
2018-11-01 20:11
在無線的世界里，有兩大高手仗劍江湖，一個(gè)是蜂窩網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)是Wi-Fi，一個(gè)從室外走向室內(nèi)，一個(gè)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(bǔ)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(shí)又誰也離不開誰。
如今5G已在起跑線上，但5G高頻段信號(hào)更難走進(jìn)室內(nèi)，同時(shí)運(yùn)營(yíng)商的傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)在5G時(shí)代還將面臨大規(guī)模的升級(jí)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(gè)世界將需要更強(qiáng)的Wi-Fi來卸載流量和填補(bǔ)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(gòu)買路由器的時(shí)候到底該選擇哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？不會(huì)被無良廠商給忽悠了吧？
瞧瞧人家運(yùn)營(yíng)商的2G、3G、4G、5G... 朗朗上口易推廣，咱們做技術(shù)的也要有點(diǎn)營(yíng)銷技巧好不？
得了，干脆我們改名吧！（Wi-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?cè)谫?gòu)買路由器時(shí)，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(qiáng)，就像您買手機(jī)一樣。
以后您的手機(jī)或平板上的WiFi信號(hào)標(biāo)識(shí)也將以“Wi-Fi+數(shù)字”的方式呈現(xiàn)：
當(dāng)你在使用Wi-Fi時(shí)，像你手機(jī)上會(huì)變化的3G和4G信號(hào)標(biāo)識(shí)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(jí)。
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(diǎn)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(chǎng)景下的平均吞吐率，關(guān)注的是應(yīng)用、用戶體驗(yàn)和整個(gè)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(shí)代而生。
眾所周知，5G有eMBB、mMTC和URLLC三大場(chǎng)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(chǎng)館和其他公共場(chǎng)所等用戶密集場(chǎng)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(gè)終端可同時(shí)并行傳輸，不必排隊(duì)等待、相互競(jìng)爭(zhēng)，從而提升效率和降低時(shí)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(shí)，在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)，占用整個(gè)無線信道。
OFDMA：OFDMA在頻域上將無線信道劃分為多個(gè)子信道（子載波），形成一個(gè)個(gè)時(shí)頻資源塊，用戶數(shù)據(jù)承載在每個(gè)資源塊上，而不是占用整個(gè)信道，從而實(shí)現(xiàn)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)并行傳輸，不必排隊(duì)等待、相互競(jìng)爭(zhēng)，提升了效率，降低了排隊(duì)等待時(shí)延。
OFDMA不僅提升了每個(gè)終端的平均速率、降低了時(shí)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(chǎng)景。
據(jù)估計(jì)，到2020年，一個(gè)普通家庭將擁有50臺(tái)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(shí)AP保持插入電源，不必?fù)?dān)心功耗；但對(duì)于手機(jī)、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(shí)必須優(yōu)化電池壽命。
為此，Wi-Fi 6優(yōu)化了信號(hào)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(kuò)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(shí)間）的功能，允許終端設(shè)備在不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)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(tái)智能家居設(shè)備接入Wi-Fi，AP可以與每臺(tái)設(shè)備單獨(dú)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(shí)間均處于休眠狀態(tài)。
此外，TWT可配合OFDMA技術(shù)，同時(shí)喚醒多個(gè)設(shè)備實(shí)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(jí)，從而提升家庭用戶體驗(yàn)。
BSS Coloring
一直以來， Wi-Fi采用CSMA/CA機(jī)制，即每次在傳送數(shù)據(jù)之前，會(huì)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(gè)時(shí)間段再傳送。這意味著多個(gè)AP工作于同一信道時(shí)，由于采用輪流單獨(dú)通信的方式，會(huì)大幅降低網(wǎng)絡(luò)容量。
必須共享信道。
BSS Coloring為每個(gè)AP“著色”，即在數(shù)據(jù)報(bào)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(shí)，會(huì)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(gè)AP在同一信道上運(yùn)行，并智能管理多用戶同時(shí)并行傳輸。
BSS Coloring適用于體育場(chǎng)、商場(chǎng)、園區(qū)等密集場(chǎng)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(jiǎn)單的理解，這個(gè)BSS Coloring就類似于4G LTE網(wǎng)絡(luò)中的PCI（物理小區(qū)標(biāo)識(shí)），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(hù)間隔
Wi-Fi走出室外的夢(mèng)想不死。為了應(yīng)對(duì)室外覆蓋場(chǎng)景，Wi-Fi 6允許使用較長(zhǎng)的保護(hù)間隔來發(fā)送數(shù)據(jù)，從而防止信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送時(shí)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(jià)值。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Wi-Fi承載了65%至90%的智能手機(jī)流量。
面向5G時(shí)代，Wi-Fi正向Wi-Fi 6邁進(jìn)，將繼續(xù)以更加經(jīng)濟(jì)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(bǔ)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。
2020-12-22 14:34
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