Wi-Fi 6 and 5G explained
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來源： AET电子技术应用
去年， WiFi 聯盟打破「陳規」推出了 WiFi 6，也就是之前我們常說的 802.11ax，且以後都將採用這種新的方案為 WiFi 命名。作為第六代 WiFi ， WiFi 6最高速率可達 9.6 Gbps，併發用戶數提升 4 倍，網路時延從平均 30ms 降至 20ms。如今， WiF 6大規模普及在即，到底哪些公司更適合 WiFi 6呢？部署時又該注意些什麼？
WiFi 6到底有多「6」？
最近，知名網絡研究機構 ZK Research 的創始人 Zeus Kerravala 發佈了《下一代 WiFi 6 超級連接 極速未來》商業白皮書。白皮書認為，與前幾代 WiFi 技術相比， WiFi 6 為我們帶來了更極致的用網體驗，與更大的容量；不僅如此，它還將助力物聯網發展，同時結合 AR/VR、雲計算、人工智慧等諸多創新技術，滲透進各行業，更好地服務於客戶的業務創新。
首先， WiFi 6 帶來了速率上的大幅提升。哪些因素與 WiFi 速率有關呢？ 如公式「 WiFi 理論頻寬＝（符號位長×碼率×數據子載波數量）×（1/傳輸週期）×空間流數」所示，速率提升主要由調制方式、數據子載波數量、碼率、傳輸週期和空間流等幾個指標共同決定。
其中，調制方式決定無線信號子載波單個符號的數據密度，在相同頻寬下，使用更高階的調制技術就能實現更高速率的提升，而 WiFi 6 採用便是更高階的調制編碼方案1024 - QAM（ WiFi 採用的是 256 - QAM ），使其最大連接速率提升至 9.6 Gbps。
此外， WiFi 6的「6」還體現在了高密度接入。其使用了OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，即正交頻分多址），能將無線信道劃分為多個子信道（子載波），形成一個個頻率資源塊，用戶數據承載在每個資源塊上， 而不是佔用整個信道，實現在每個時間段內多個用戶同時並行傳輸。
相較 WiFi 5 的 OFDM 方案是按訂單發車，不管貨物大小，來一單發一趟，哪怕是一小件貨物，也發一輛車，這就導致車廂經常是空蕩蕩的，效率低下，浪費了資源。 OFDMA 方案則會將多個訂單聚合起來，盡量讓卡車滿載上路，使得運輸效率大大提升。
透過瞭解 OFDMA 的工作機制可以看到，OFDMA 實現了多個用戶同時進行數據傳輸，這增加了空口效率，接下來我們分別看一下上行 OFDMA 和下行 OFDMA 的工作原理。
另一個很重要的方面是， WiFi 6支持 MU－MIMO，也就是我們常說的多用戶多入多出，允許路由器一次與多達 8 個設備同時通信，且同時支持上下行 MU－MIMO，無需依次進行通信；相比之下，雖然 WiFi 5也支持 MU－MIMO ，但路由器一次只允許與四個設備通信，且只支持下行 MU－MIMO。
這麼說可能有點抽象，我們用交通打個比方，就意味著道路由4車道單向擴充為 8 車道雙向，同時多個設備也不再像許多車輛排隊等待從一個出口駛出那樣，它們可以從不同的道路同時、高效地駛出/駛入，而不再是依次排隊行駛，大大提高效率。
不過，這裡要說明一下的是，雖然 OFDMA 和 MU－MIMO 針對多用戶的上下行，都提高了無線的接入密度，但其實兩者差別還是很大的。儘管兩者均為並行傳輸解決方案，但既不是迭代關係，也不是競爭關係，而是互補關係。它們的技術原理不盡相同，適用的場景也有所區別，具體使用時需要根據服務的應用類型而定。
而「6」的另一個體現，是其抗干擾能力。我們說， WiFi 信號無處不在，使得無線之間的干擾也是無處不在的，一方面是來自相鄰頻段的無線電波疊加引起干擾，會導致數據損壞；另一方面，是同頻干擾，雖不會損壞數據卻會是競爭開銷增加。
表面上看，造成這些干擾的原因是由於我們環境中經常遇到很多孤立安裝的 AP，因此無線信號出現了很多交叉覆蓋，從而造成了干擾；但從技術原理層面來看，造成干擾的原因是由於傳統 802.11 技術，是使用了載波監聽多路訪問/衝突避免技術（CSMA/CA），來實現接入控制。
為瞭解決CSMA/CA技術在密集AP環境中性能低下的問題，Wi-Fi 6 提出了一種信道空間複用技術（ Spatial Reuse Technique ），使用 BSS（Basic Service Set，基礎服務集合）著色位（Color Bit）來標識這個數據幀屬於哪個 BSS，因此也被稱作「BSS著色」（BSS coloring）技術。
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