這項WiFi技術比現在容量大4倍 物聯網成敗就靠它

伴隨著含苞待放的千兆級LTE網路和已見雛形的5G，高速便捷的蜂窩網路已經大跨步的成為手機親密無間的夥伴，很少有人出門就迫不及待的尋找Wi-Fi網路。蜂窩網路在實際體驗中已經追上Wi-Fi，但這並不意味著Wi-Fi技術沒有發展。目前我們普遍使用的還是802.11ac技術，它在近幾年成為市場主流。今年2月，高通發布了最新的802.11ax產品解決方案，它在5GHz頻段上可以帶來高達10.53Gbps的Wi-Fi連接速度。近日高通向我們分享了它們全新的進展。

Qualcomm Technologies產品管理總監Jason Tao

技術的推陳出新，一定會要契合市場發展的趨勢，之前我們一直在追求Wi-Fi網路峰值速度的提升。不過單位家庭接入Wi-Fi網路設備的數量發生了有趣的變化，一個四口之家在2012年還只有8個Wi-Fi終端，到了2017年已經攀升至24個，三年之後至少要達到50個。除了手機和筆記本，電視機、遊戲機和各種智能家居設備將以指數級出現在你的客廳里。

自己觀察你會發現，家庭設備對網路的需求呈現兩極分化。一方面，4K視頻對Wi-Fi有著高帶寬、低延時的嚴苛要求；另一方面，大部分新生網路設備對網速要求並不高，但需要持續穩定的接入，比如物聯網設備。

如果放眼到家庭環境以外，我們的辦公樓、教室等對網路也有了新變化。比如在辦公樓除了辦公電腦，還有一大堆的手機、平板還在使用Wi-Fi，這就會出現多個AP節點之間的干擾，網路非常密集時，就會出現網路被擠掉，看視頻卡頓的現象。另外隨著智慧城市的建設，園區範圍的Wi-Fi建設也面臨著瞬時高密度網路的需求挑戰，比如節假日風景區Wi-Fi基本癱瘓。

這就要求Wi-Fi技術根據需求的變化進行升級優化。

對於這些問題，高通認為，作為Wi-Fi網路今後的演進，最關鍵的一點是整個網路的容量是否能夠滿足應用的需要，而並非在Wi-Fi網路里某一個節點連到AP，能發送最快的速率是多少。換言之，絕對最高的速率並不是最關鍵的點，關鍵點在於如何為所有的用戶提供所有的數據，且質量都能滿足他們對於服務的需求，所以這是關於總體網路容量的問題。

下一代Wi-Fi網路，無論是網路建設、終端設備，還是晶元研發的今後發展目標，都應該圍繞著網路容量的擴展和網路效率的角度來開展部署。這就是高通對802.11ax標準的一些思考。

因此高通推出的802.11ax的產品解決方案，主要從以下四個方面解決問題：

1、 802.11ax技術能使每個AP同時接入服務的終端數量有所提高。通常大家通過零售渠道/家用的主流路由器，同時接入十幾個終端時，可能就對Wi-Fi產生一些挑戰，使用效果與體驗就會逐漸變差。而802.11ax技術專門引入了一些新的特性，令同一個伺服器可以同時服務多個終端，這方面相較前代有所提高。

2、在高密度使用場景下，如果有多個AP，802.11ax在密集型環境里能幫助多個AP之間互相協調，使得共享信道上的AP也能更合理地利用信道帶寬。

密集型環境里能幫助多個AP之間互相協調

3、上行鏈路的管理。在802.11ax技術之前，如802.11n和802.11ac，對於上行鏈路資源的調度都是依靠隨機競爭帶寬的。而802.11ax技術中的新協議增加了一些能夠對終端之間進行協調，以及上行鏈路資源管理調度方面的功能。

4、   對於多種數據流的不同類型，如何能同時兼顧高數據量的需求，又能穿插顧及到物聯網設備即時性要求高、但數據流量不是很大的需求。如何混合進行業務操作，802.11ax技術對於這方面也進行了加強。

我們可以看到802.11ax技術對整體網路的效率和容量都能有提高，那它又是如何實現的呢？高通也向我們分享了一些細節。

一個是8×8 MU-MIMO（多用戶多輸入多輸出）， 11ac當時支持的最大規格是4×4 MU-MIMO，同時可以向4個終端共享下行的MU-MIMO數據包。另外當時在11ac的規範里只有下行的MU-MIMO功能。現在的11ax有兩個方面的提高：第一是上行和下行都可以支持MU-MIMO，不僅是從AP向終端發送數據包的時候可以一個數據包同時面向多個終端節點發送，同時這幾個終端節點也能夠協調，同時向AP端、網路上行發送數據包。

技術關鍵點

另外一個重要的演進是OFDMA的加入。之前的11ac甚至之前的Wi-Fi採用的都是OFDM的調製方式，現在多了一個新的調製方式叫OFDMA，並能同時支持上行和下行。以前相當於在同一個幀（Frame）里只有一個標準的數據包，傳給客戶端的時候不管幀（Frame）的大小，從網路協議的角度來看，在信道發送方面額外的系統開銷（overhead）都是一樣的。

而OFDMA是在蜂窩應用中已經普遍應用的技術，它主要的優勢功能是把各種大小的數據包從調製的角度組合在一起，系統開銷（overhead）可以通過共享而降低，因而效率得到提高，這是一個很重要的演進。

另一方面，OFDMA的符號的長度也變長了，每一個調製信號的符號長度變成以前11ac的4倍。調製的長度越長，在多路徑（Multipath）的情況下，AP端、客戶端就能有更多的機會可以充分利用多路徑，通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實際應用場景中，特別是遠距離傳輸的時候，在多路徑比較強的情況下，解碼能力增強，接受的穩定性也更大了。

另外，現在的調製可以支持1024-QAM，之前最高只支持到256-QAM，調製碼的密度越大，承載的數據量也就越大，這比以前提高了2到3倍。

產品方面，高通表示正在向市場推廣的8×8 MI-MUMO 11ax的晶元與現在Qualcomm主流的11ax Wave2 4x4 MU-MIMO產品相比，覆蓋和吞吐量的效率整體提高4倍以上。

8×8 MI-MUMO 11ax的晶元

在今年2月份高通面向業界發布了IPQ807x和QCA6290這兩款晶元。在AP端高通推出了IPQ807x系列，根據不同的應用場景和規格包括IPQ8074等不同規格產品。在終端側面向筆記本電腦、手機、車載應用等等，在終端側的解決方案是QCA6290，配合AP端高通提供了一個完整的11ax解決方案。

儘管802.11ac還在普及的道路上，不過802.11ax的前景隨著物聯網和智慧城市的大舉推進，很快將會顯示出它的用武之地，我們期待這一天快點到來。

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