从零学习WiFi6技术

本文转载自【IT之家】微信公众号。原作者：汐元。

什么是Wi-Fi 6！

首先，Wi-Fi 6就是Wi-Fi技术的最新版本。

2018年10月4号，Wi-Fi联盟就公布了Wi-Fi 6，这是最新的Wi-Fi网络协议新标准，它的标准代码为802.11ax。

看到802.11ax，经常看IT之家的小伙伴可能就比较眼熟了。没错，你以前一定经常见到过802.11ac、802.11n等这样的名词。

他们之间有什么关系？这一切要从Wi-Fi的起源说起。

我们现在非常依赖的Wi-Fi，其实开始于美国IT仪器制造商NCR联合AT&T在1991年开发出的名叫WaveLAN的技术，它敲开了无线连接市场的大门。

到1990年，电气和电子工程师协会（简称IEEE）组建了一个无线通讯小组，叫IEEE 802.11工作群组。

1997年，802.11无线标准正式发布。这是Wi-Fi的原始版本。

1999年，品牌咨询公司Interbrand在向市场推广802.11协议的时候，才将其改名为Wi-Fi。Wi-Fi这个名字也就这么产生了。

Wi-Fi虽然有了自己的名字，但是，IEEE在技术迭代的时候，用的仍然是802.11协议的名字，所以，虽然802.11协议已经更新了好多代，但仍然被统称为Wi-Fi。这其实是不太合理的。

那么802.11协议到底更新了多少代呢？汐元用一张表格为广大IT之家小伙伴们整理出来

 注意，IEEE对802.11协议的更新其实远不止这些，汐元只是列出了比较重要的版本。也就是对应着Wi-Fi 1到Wi-Fi 5的版本。

下面我们直接聊Wi-Fi 6。先拿他和Wi-Fi 5 wave 2做个参数上的比较吧：

特性一：1024QAM

首先，Wi-Fi 6相比Wi-Fi 5 wave 2，QAM调制升级到了1024QAM。

QAM这个技术混迹于IT之家的小伙伴们可能经常看到。它的学名叫“正交幅度调制”。什么意思呢？

我们知道，Wi-Fi的本质也是利用电磁波传输数据。电磁波是有各种不同波形的。

用三个参数：频率、振幅和相位，可以描述波形。

以前，用相位来描述波形（相位就是三角函数的角度），假如选两个相位，不同的波形可以用0、1代表1个bit的信息。

在频率资源有限的情况下，怎么样让每一个周期的波形里承载更多的数据？

科学家想到将相位和振幅结合起来，那么电磁波抖动一次，就可以承载更多的数据。

这就是QAM。

例如4QAM，就是用2种不同振幅大小和2种不同相位的波形组合，像下面这张图，每个周期可以承载2bit数据（4是2的2次方），是原来的2倍。

8QAM，每个波形能传送3bit数据（8是2的3次方），64QAM，每个波形传送6bit数据，256QAM，每个波形传送8bit数据，1024QAM，是10bit数据……就是这样。

数字越大，对带宽的利用率就越高，能传输的数据量也就越大，即速率越高，当然，对技术的要求也越高。

Wi-Fi 6到了1024QAM，对频宽也有要求，Wi-Fi 6的频宽达到了160MHz，这在Wi-Fi 5时代只是可选项。

特性二：OFDMA

除了1024阶的QAM，Wi-Fi 6另一个重要升级点，就是OFDMA技术。

说到OFDMA，首先要从OFDM说起，它的意思是“正交频分复用”。

在以往，是将某一频谱资源划分成一段一段的子载波，然后在每个子载波之间加入保护带宽，防止彼此的干扰。

说人话，汐元将这段频谱资源比喻成一条路，有固定的宽度。而子载波比喻成很多的小车。小车需要在这条路上运送货物。

以前的车很小，车与车之间要保持车距（保护带宽）。这就是窄带（FDM）技术。

这种运输方式有一个重要的缺点，就是效率不高。毕竟一辆小车能装的货太少了，路就这么宽，车和车之间还得频繁隔开距离。

怎么提高运输效率呢？后来人们想，拿大车来运不就行了？这就是CDM（宽带）技术。

用大车来运，效率确实提高了。可是渐渐的，人们又不满足了，毕竟大车和大车之间也要保持车距呀。

是的，科学家连这部分车距都不想放过。

那怎么办呢？

轮到OFDM技术登场了。

OFDM技术的思路和之前不太同。你不是嫌车距浪费了道路空间吗？那好，这次我用一辆超大的车把道路都占着。

然后呢，在这辆车的内部，我来优化装填货物的方式，尽量让它塞进更多的货。怎么优化呢？

以前的货可能是这样放的：

现在，把货交错起来装填，不留一丝空隙，像这样：

当然啦，现实中货物不可能这样交错叠放，但是在电磁波的世界里就可以。并且这种交错的方式要保证是正交，减少相互干扰。至于正交是啥，高中数学三角函数里有答案，这里就不介绍啦。

总之，频谱带宽的利用率又得到了极大的提高。

而OFDMA技术其实就相当于在OFDM基础上加了个”A”，也就是多址接入。

还是用上面的例子，就是OFDM下，每辆车一次只能装载固定一种货物，而OFDMA则可以将不同的货物打包在一辆车里运输。这样也是进一步提高频谱资源的利用率，提升效率。

所以说嘛，通信技术演进的过程，就是科学家绞尽脑汁，想尽方法榨干频谱资源利用率的过程。

特性三：上下行MU-MIMO

为了进一步提升速率和系统性能，Wi-Fi 6还采用了更完整的MU-MIMO。

在Wi-Fi 5 wave2中只是下行链路支持MU-MIMO，在Wi-Fi 6中，上下行都可以MU-MIMO，也就是说它可以让8个终端共享上行、下行的MU-MIMO数据包。

家里有很多手机的数码宅就爽歪歪了。

特性四：TWT

除了这两个和速率有关的，还有一项技术，叫做TWT（目标唤醒时间）。这个功能理解起来没什么难度，简单来说，就是它允许终端设备在不进行数据传输时进入休眠状态，从而节省高达7倍的电池功耗。

特性五：空间复用

另外还有一项功能，叫做空间复用，这个技术让Wi-Fi 6在手机收到来自同频段、相同无线局域网络的信号时，能够及时识别并停止信号干扰。

如果你家里很大，一两个路由器覆盖不下，这个技术就能凸显出好处了。

所以，总结一下，Wi-Fi 6的重点功能提升包括：

• 采用OFDMA技术；

• 支持1024QAM调制；

• 频宽达到160MHz；

• 更完整的MU-MIMO；

• 支持“TWT”技术，更省电；

• 支持空间复用技术，更抗干扰。

最后总结一下：

现在入手Wi-Fi 6路由器，有必要吗？

目前市面上的Wi-Fi 6路由器大部分还是挺贵的，当然也有便宜的。不过为了更好的体验，还是建议大家购买价位高一些的。

不差钱的主，那当然买就完事儿了，毕竟为未来做个准备。

如果你是为工厂、办公区等商用场景准备，例如像IT之家编辑室这种很多数码设备连接的地方，那么Wi-Fi 6路由器目前也是很值得考虑的，多设备接入、组网的稳定性和安全性都要更高。

而如果你是个人用户，预算不充足，现在上倒不必要。因为首先你手上的终端目前搭载支持Wi-Fi 6芯片的就不多，迭代也需要一个周期。

另外，Wi-Fi 6大带宽、高阶调制等技术带来的速率看起来很高，但其实9.6Gbps只是理想速度，实际还有很多受限因素，例如你家里的宽带速度、应用内容提供上的广域网速度等等。

所以，不要单听厂商的忽悠，Wi-Fi 6可以先等等，普及了再说也不迟。