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11 wifi6速率_走进WiFi6

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本文尝试让你了解被各大手机厂商吹得神乎其神的“WiFi6”到底是个啥,更多内容欢迎来我的博客看看:

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什么是 WiFi6

WiFi 标准是 IEEE(电气电子工程师学会)制定的标准之一,IEEE 将最近几代的 WiFi 标准依次命名为 802.11n, 802.11ac, 802.11ax。WiFi 联盟则是一个商业组织,主要目的是在全球范围内推行 WiFi 产品的兼容认证,发展 IEEE802.11 标准的无线局域网技术。

2018年底,为了方便宣传与推广,WiFi 联盟为 WiFi 标准推出了更为简单好记的名字:

802.11n = WiFi4
802.11ac = WiFi5
802.11ax = WiFi6
           
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由上图可知,WiFi6 与前几代 WiFi 标准最大的不同体现在一下方面:

OFDMA

使用 OFDM, 每一帧数据只能服务一个设备;而使用 OFDMA,每一帧数据可以被多个设备所使用。

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一个通俗的比喻是卡车。使用 OFDM 卡车每次只能给一家运货,即使这次运输卡车没装满。而 OFDMA 一次可以把东西运给多家,这样就不会浪费运力了。

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MU-MIMO

传统的 SU-MIMO 的路由器信号呈一个环状散发,根据距离依次单独与设备进行通讯。当接入设备过多会导致部分设备长期处于等待状态,造成所谓“信号满格网速很慢”的现象。更为严重的是,每次通讯的带宽 = 总带宽 / 接入设备数。这样就造成了大量浪费。 而 MU-MIMO 路由器对信号进行频分、码分等复用,这样一台有 n 根天线的 MU-MIMO 路由器可以和最多 n台设备同时通讯且每个设备都能最大限度利用频宽,数据传输速率提高了 n 倍。 支持 MU-MIMO 的路由器同时与 SU-MIMO 设备和 MU-MIMO 设备通信时会混着用这两种技术。举例来说设备 1 是 SU-MIMO,设备 2、3 是 MU-MIMO,那 MU-MIMO 路由器和 1 通信时使用 SU-MIMO,和 2、3 通信时使用 MU-MIMO。 MU-MIMO 只是利用了空置的天线,并不一定就能提高 wifi 速度。如果当前所有天线都被利用上了再使用 MU-MIMO 也没效果。比如 MU-MIMO 路由器与 3 台 MU-MIMO 设备 + 1 台 SU-MIMO 设备通信,此时路由器 3 根天线都满载了,把那一台 SU-MIMO 升级成 MU-MIMO 并不会对网速有提升。 与 wifi 5 相比 wifi6 的提升在于支持上行 MU-MIMO,这在用户上传数据的时候很有用

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调制模式

QAM 是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式,xQAM 代表了一个传输单元含 x 子载波,即路由器每一帧最多能传输多少数据。

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  • WIFI5:最高为 256-QAM,但是有效子载波数量只有 234 个。使用 160Mhz 频宽就是 468 个。
  • WIFI6:最高为1024-QAM,但是有效子载波数量的只有 980 个。使用 160Mhz 频宽时候为 1960 个

WIFI5 一个QAM传输 8bit 数据,WIFI6 用的是10Bit数据。两者最高速度时候的编码率都是5/6。wifi6 每帧传输更多的数据,用户感受到的“网速”也就变快了。 在 120MHz 下 wifi6 理论上单流最高可达 1021Mbps,极限 8 串流达到 9607Mbps(9.3Gbps)。当然,具体速度如何还受用户网络带宽等因素的限制。

TWT

TWT(Target Wake Time) 主要面向于智能家居产品,这些设备通过沟通告诉路由器什么时候唤醒设备,其他时间不要找我(维持wifi连接),避免多个设备同时通信造成等待,减少无线网络天线使用及信号搜索时间,进而减少智能家居产品的耗电问题。但该技术并不是对所有设备都有帮助,例如笔记本电脑需要持续的互联网访问,因此不太可能过多地受益于此功能。

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SR

SR(spacial reuse) 指空间复用技术,作用是实现高密度场景下(空间中同时存在多个路由信号)的信道复用

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总结

当前主流路由器已经支持 WiFi5,由于 WiFi5 仅支持 5G 频段,而现实里还存在不少只支持 2.4G 频段的设备,因此路由器会向下兼容 WiFi 4 的标准,也就是它们在 2.4G 频段使用的 WiFi4 确保向下兼容,在 5G 频段则使用的 WiFi5。 WiFi6 同时支持 2.4G 和 5G 频段,若 WiFi6 路由器和支持 WiFi6 的终端普及后,结合上文内容,预计带来的增益有:

  1. 速度更快,可将无线速率提高到最高9.6Gbps,满足高速率应用需求,主要通过1024QAM、160Mhz、更多的空间流等实现
  2. 延迟更低,通过MU-MIMO、OFDMA实现
  3. 网络容量提升,对同时连接多设备的场景支持更好,通过MU-MIMO、OFDMA实现
  4. 信号更加稳定,抗干扰能力和覆盖范围增强,通过支持 2.4G 频段、SR等实现
  5. 此外,为了支持新的技术特性,WiFi 6路由器本身在硬件规格(处理器、内存等)上也会有提升,硬件上的提升也会带来各方面更好的效果,所以对于不支持 WiFi6 的设备也有一定增益