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Wi-Fi 6真的很“6”（手艺篇） ——前方高能，，，，，，，，小白慎入

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Wi-Fi 6真的很“6”（手艺篇） ——前方高能，，，，，，，，小白慎入

【Wi-Fi 6 手艺】本文对Wi-Fi 6提升的手艺点举行深入解读，，，，，，，，让各人从原理出发，，，，，，，，实着实在地感受Wi-Fi 6的“6”。。。。。。。

宣布时间：2019-03-18
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我想谈论

通过上一期文章《手艺盛宴 | Wi-Fi 6真的很“6”（概述篇）——不但是更高的传输速率》，，，，，，，，想必各人关于Wi-Fi 6有了起源熟悉，，，，，，，，这次我将接着上期的内容，，，，，，，，对Wi-Fi 6提升的手艺点举行深入解读，，，，，，，，让各人从原理出发，，，，，，，，实着实在地感受Wi-Fi 6的“6”。。。。。。。

Wi-Fi 6要害手艺特征回首

Wi-Fi 6主要有以下几个手艺特点：

提速

更高阶的调制方法（1024-QAM）、更多的子载波数目和更低的帧间离隔销等，，，，，，，，通过这些手艺Wi-Fi 6的最大毗连速率提升到9.6 Gbps；；；；；；

高密接入

通过完整MU-MIMO（多用户多进多出）与上下行OFDMA（正交频分多址），，，，，，，，提升高密度安排场景下的并发能力和终端平均速率；；；；；；

抗滋扰

引入4G LTE的小区空间复用手艺(SR)，，，，，，，，大幅度降低AP之间的相互滋扰，，，，，，，，提升接入容量和稳固性；；；；；；

其他手艺特点

节电治理手艺TWT（目的叫醒时间）与同时支持2.4G/5G两个频段。。。。。。。

“6”的缘故原由一：速率提升

在谈Wi-Fi 6速率提升之前我们先来看一下Wi-Fi理论带宽的盘算公式，，，，，，，，看看与Wi-Fi速率有关的性能因素有哪些。。。。。。。

Wi-Fi理论带宽=(符号位长×码率×数据子载波数目)×(1/传输周期)×空间流数。。。。。。。

符号位长

即每个数据子载波每次传输可以携带的数据长度，，，，，，，，它由调制方法决议，，，，，，，，如64-QAM是6bit，，，，，，，，256-QAM是8bit，，，，，，，，1024-QAM是10bit，，，，，，，，体现了差别调制方法下的数据传输效率;

数据子载波数目

数据子载波数目由协议的帧结构和可用频宽配合决议，，，，，，，，在指定频宽下的数据子载波数目越多，，，，，，，，同步传输数据的能力越高；；；；；；

码率

与调制方法有一定关联，，，，，，，，差别调制方法对应差别的码率；；；；；；在现实使用历程中码率的选择是由AP和终端凭证信号强度、信号质量等因素配合协商决议；；；；；；

传输周期

即一次传输占用空口的时间，，，，，，，，它由协议决议，，，，，，，，Wi-Fi 5的传输周期为3.6微秒（包括GI时间--0.4us）;

空间流数

即通过MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）手艺在多个天线上同时发送差别的数据流量，，，，，，，，充分使用空间资源，，，，，，，，成倍提升Wi-Fi性能（Wi-Fi 6与Wi-Fi 5的最大空间流数目的一致，，，，，，，，均为8条空间流）。。。。。。。

以是从决议Wi-Fi理论带宽的几个因向来看，，，，，，，，速率提升主要是由调制方法、数据子载波数目、码率、传输周期和空间流等几个指标配合决议，，，，，，，，关于和Wi-Fi 5协议坚持一致的频宽（20/40/80/160 MHz）和空间流（最大8条空间流）本次将不举行详细讨论，，，，，，，，同时，，，，，，，，码率主要与信号强度和信道质量有关，，，，，，，，以是本章节重点将围绕调制方法、数据子载波数目和传输周期这几个点睁开来讨论。。。。。。。

我们先从Wi-Fi 6的物理层帧结构来看，，，，，，，，看看能否找到重新设计的物理层帧结构与Wi-Fi 6速率提升之间的关系。。。。。。。

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▲图1：Wi-Fi 6物理帧结构

从图1我们可以看到，，，，，，，，一个完整的Wi-Fi 6物理帧包括物理帧头、DATA和PE。。。。。。。物理帧头主要认真同步和治理流量，，，，，，，，PE认真传输一些装备能力信息，，，，，，，，只有DATA数据帧里才是我们需要的有用数据。。。。。。。

DATA数据帧内里从时间轴上来看，，，，，，，，又是由Payload（有用信息数据）和GI（Guard Interval，，，，，，，，帧距离）组成的，，，，，，，，GI的作用主要是为了避免两个Payload之间有串扰，，，，，，，，以是GI是引入的�；；；；；；ぞ嗬�，，，，，，，，属于传输开销，，，，，，，，只有Payload才是传输的有用数据信息。。。。。。。

从物理帧各个部分的作用里我们可以看出，，，，，，，，物理帧内里决议Wi-Fi传输速率的主要是Payload的现实传输量，，，，，，，，为了提高Payload的传输量有两种方法，，，，，，，，一是提高Payload的数据传输量（使用更高阶的调制方法和增添数据子载波数），，，，，，，，以提升有用数据传输量；；；；；；二是在牢靠传输周期内提升Payload的传输时间占比，，，，，，，，在一个传输周期内，，，，，，，，Payload传输时间占比越高，，，，，，，，传输的信息量就越大，，，，，，，，速率自然就越高；；；；；；下面我们就从这两方面睁开来看，，，，，，，，详细相识下Wi-Fi 6详细是怎样提升传输效率及提高传输时间占比。。。。。。。

提速——更高阶调制（1024-QAM）

调制方法决议无线信号子载波单个符号的数据密度，，，，，，，，在相同频宽下，，，，，，，，使用更高阶的调制手艺就能实现更高速率的提升。。。。。。。

所谓调制，，，，，，，，就是将0、1这种二进制的数据信号转换为无线电波的历程，，，，，，，，反之则称为解调，，，，，，，，差别调制方法，，，，，，，，可以实现的传输能力有很大差别，，，，，，，，调制方法越高阶，，，，，，，，转换历程中数据密度就越高，，，，，，，，常见几种调制方法比照见图2。。。。。。。

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▲图2：调制方法比照图（从左至右为从低阶到高阶）

Wi-Fi 6引入了更高阶的调制编码计划1024-QAM，，，，，，，，比照Wi-Fi 5的256-QAM，，，，，，，，1024-QAM物理层的协商速率提升了25%。。。。。。。那这提升的25%详细是怎么来的呢？？？？？下面我们先来看看调制方法和所携带数据密度的盘算方法。。。。。。。

盘算要领很简朴，，，，，，，，QAM数值是2的N次方，，，，，，，，对应的符号位长就是N。。。。。。。因此，，，，，，，，64-QAM符号位长6bit，，，，，，，，体现一次可传输6bit的数据，，，，，，，，256-QAM符号位长8bit，，，，，，，，1024-QAM符号位长自然就是10bit，，，，，，，，因此可以知道Wi-Fi 6比照Wi-Fi 5的物理层协商速率提升了25%。。。。。。。

Wi-Fi 4到Wi-Fi 6所支持的调制方法表如下：

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▲表1：调制方法对应表

表1中名词诠释：

• MCS（Modulation and Coding Scheme）调制与编码战略表：调制方法与码率的组合，，，，，，，，Wi-Fi装备的现实毗连速率，，，，，，，，会在MCS这张内外动态自顺应选择。。。。。。。当无线信号强劲时，，，，，，，，MCS会只管选择高阶组合（高bit+低冗余），，，，，，，，当无线信号微弱时，，，，，，，，MCS会只管选择低阶组合（低bit+高冗余）。。。。。。。

• 码率：调制历程中插入用于纠错校验的有用数据与整体数据占比，，，，，，，，如5/6体现5/6是有用数据，，，，，，，，1/6是冗余数据。。。。。。。

提速——增添数据子载波数目

在说数据子载波占比前我们来看看什么是子载波。。。。。。。图3是用频谱剖析仪捕获的信号能量图，，，，，，，，仔细视察振幅的高点，，，，，，，，就会发明信号高点并不是平的，，，，，，，，而是有许多小的突起，，，，，，，，这些小突起就是子载波。。。。。。。

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▲图3：频谱剖析仪捕获的信号能量图

从频谱剖析仪器捕获的信号能量图可以看出，，，，，，，，子载波之间是相互重叠的，，，，，，，，那么子载波为什么相互重叠而不会相互滋扰呢？？？？？这就不得不说OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，，，，，，，，正交频分多路复用）调制了。。。。。。。OFDM调制（这里的调制与前面提到的QAM调制差别，，，，，，，，QAM调制是星座图映射，，，，，，，，属于基带调制，，，，，，，，就是将0、1比特调制编码，，，，，，，，是信源编码；；；；；；OFDM调制是将信源编码的效果调制到射频上，，，，，，，，然后发射出去，，，，，，，，属于信道调制）是一种特殊的多载波传输计划，，，，，，，，OFDM调制手艺将信道切分为子载波，，，，，，，，提升了整个信道的使用率，，，，，，，，从而提高了无线的传输速率，，，，，，，，并通过频率正交的方法解决子载波之间的相互滋扰（使用快速傅利叶变换（FFT/IFFT）实现），，，，，，，，从而大幅度的提高了频宽的使用效率。。。。。。。

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▲图4：OFDM信号频谱示意图

由前面的Wi-Fi理论带宽公式我们得知，，，，，，，，理论带宽与数据子载波的数目是成正比的。。。。。。。从OFDM调制方法来看子载波相互之间是叠加的，，，，，，，，为了提升一个周期内数据传输的子载波数，，，，，，，，我们可以让相互叠加的子载波的距离变的更小，，，，，，，，以提高子载波数目。。。。。。。

Wi-Fi 6对子载波的距离举行了重新设计，，，，，，，，将子载波距离从Wi-Fi 5的312.5kHz，，，，，，，，酿成78.125kHz，，，，，，，，通过把子载波距离缩小4倍，，，，，，，，即在相同信道频宽(MHz)条件下，，，，，，，，Wi-Fi 6的子载波数目也提升到Wi-Fi 5的4倍，，，，，，，，如图5所示：

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▲图5：Wi-Fi 5与Wi-Fi 6的子载波距离比照

为了更直接地展现子载波数目提升带来的效率提升，，，，，，，，我们以相同信道频宽80MHz时来盘算一下Wi-Fi 5与Wi-Fi 6的有用数据子载波占比：

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▲表2：Wi-Fi 5与Wi-Fi 6在80MHz频宽下有用子载波占比比照表

从表2的比照可以看出，，，，，，，，Wi-Fi 6的有用数据子载波占比由91.406%提升到95.703%，，，，，，，，效率提升了4.7%，，，，，，，，物理层的理论传输速率也随即提升了4.7%。。。。。。。

提速——提高有用时间占比

以前面临Wi-Fi 6的物理帧结构剖析我们得知，，，，，，，，提速的另一个有用手段就是提高一个传输周期内Payload（有用信息数据）的时间占比，，，，，，，，那在牢靠传输周期的情形下，，，，，，，，减小GI（Guard Interval，，，，，，，，帧距离）的时长，，，，，，，，即可响应的提高Payload的时间占比。。。。。。。

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▲图6：一个周期内Payload和GI的时间轴示意图

Wi-Fi 6协议划定了三种GI时长，，，，，，，，划分是0.8微秒、1.6微秒和3.2微秒。。。。。。。团结上一章节，，，，，，，，由于Wi-Fi 6重新设计了子载波距离，，，，，，，，在一个传输周期内传输的子载波数目提升了4倍，，，，，，，，这从时域上来看，，，，，，，，信道调制时间也提升了4倍，，，，，，，，即信道调制时间从Wi-Fi 5的3.2微秒酿成12.8微秒，，，，，，，，团结Wi-Fi 6新划定的三种GI，，，，，，，，即可得出一个传输周期内Payload的比例。。。。。。。

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▲表3：Payload时间占比对应表

从表3可以看出，，，，，，，，当GI时长为0.8微秒时，，，，，，，，Wi-Fi 6的Payload时间占比从Wi-Fi 4/5的88.88%提升到了94.11%，，，，，，，，效率提升了5.23%，，，，，，，，即物理层的协商速率提升了5.23%。。。。。。。GI时间为1.6微秒和3.2微秒时效率比照Wi-Fi 4/5是没提升的，，，，，，，，但通过这种更长的GI时长设计，，，，，，，，提升了多路径滋扰和室外远距离传输场景下无线传输的稳健性。。。。。。。Wi-Fi 6 AP和终端会凭证使用情形的差别自动协商出差别的GI时长，，，，，，，，来包管种种类型情形下的最优体验。。。。。。。

前面临速率提升的讨论，，，，，，，，我们重点从调制方法（符号位长）、子载波数目和子载波传输时间（传输周期）这三个方面举行睁开，，，，，，，，关于频宽、码率和空间流等并未举行睁开，，，，，，，，为让各人更周全的相识一下Wi-Fi的带宽，，，，，，，，我们以Wi-Fi 6支持的最高码率和最大空间流数来现实盘算一下Wi-Fi 6支持的最大带宽。。。。。。。

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▲表4：Wi-Fi 6理论带宽盘算表

从表4可以看出，，，，，，，，Wi-Fi 6标准在速率提升上下了很大功夫，，，，，，，，给我们带来实着实在的速率提升，，，，，，，，这些速率的提升特殊适合视频、AR/VR、办公场景等大流量的应用，，，，，，，，这些场景团结MU-MIMO/OFDMA手艺能实现整个无线系统性能和容量的大幅度提升，，，，，，，，接下来我们来看看MU-MIMO/OFDMA手艺是怎样提高无线系统容量的。。。。。。。

“6”的缘故原由二：高密度接入(多用户传输)

在Wi-Fi终端大规模普及确当下，，，，，，，，多终端接入统一Wi-Fi网络的场景可以说是无处不在，，，，，，，，针对这种高密度接入场景，，，，，，，，以往的手艺总处于一筹莫展的状态。。。。。。。那针对这种高密度接入场景Wi-Fi 6又有什么解决妙招呢？？？？？这就得看Wi-Fi 6使用的MU-MIMO和OFDMA手艺了。。。。。。。

高密度接入——MU-MIMO（多用户多进多出）

MIMO手艺，，，，，，，，即多天线同步收发，，，，，，，，通常以I×O来标识吸收/发送的天线数，，，，，，，，通过MIMO手艺改善了单终端的传输效率和质量。。。。。。。古板MIMO手艺严酷来说也叫SU-MIMO（Single-user MIMO，，，，，，，，单用户MIMO），，，，，，，，虽然它支持多天线同步传输，，，，，，，，但在统一信道统一时刻，，，，，，，，无线AP只能与一个终端通讯，，，，，，，，即多终端之间仍为串行传输。。。。。。。SU-MIMO通讯示意图见图7。。。。。。。

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▲图7：Single-user MIMO通讯示意图

相较于SU-MIMO，，，，，，，，MU-MIMO（Multi-User MIMO，，，，，，，，多用户MIMO）解决了统一时刻无线AP只能与一个终端通讯的限制。。。。。。。MU-MIMO手艺能够实现多台终端同时举行数据传输，，，，，，，，提升多终端下的传输效率和质量。。。。。。。

MU-MIMO手艺在Wi-Fi 5的Wave2阶段已经有所使用，，，，，，，，不过只能使用在AP的下行偏向，，，，，，，，算是不完整的MU-MIMO。。。。。。。Wi-Fi 6手艺使用了完整的MU-MIMO手艺，，，，，，，，同时支持上下行8×8的MU-MIMO。。。。。。。下面我们就来看看Wi-Fi 6中下行MU-MIMO手艺和新增添的上行MU-MIMO详细的实现原理。。。。。。。

• 下行MU-MIMO

下行MU-MIMO的基本实现原理与Wi-Fi 5使用的下行MU-MIMO相同，，，，，，，，都需要终端知道信道信息（CSI，，，，，，，，channel state information）来举行预编码或波束成形。。。。。。。详细历程为AP自动发送NDP（Null Data Packet）帧来交互完成信道信息反响，，，，，，，，形成响应的信道矩阵，，，，，，，，这里涉及到一个新的看法“信道矩阵”，，，，，，，，信道矩阵是MIMO系统中的一种信道状态信息，，，，，，，，如图8所示，，，，，，，，图里的h1，，，，，，，，h2，，，，，，，，h3和h4这4个数字就组成了一个正方形的阵列，，，，，，，，又叫矩阵，，，，，，，，这时的信道矩阵状态为2×2 MIMO的信道矩阵。。。。。。。

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▲图8：信道矩阵示意图

当AP自动发送NDP帧交互完成信道矩阵的参数后，，，，，，，，AP就会举行波束成形，，，，，，，，以实现多个用户的同时传输，，，，，，，，基来源理如图9所示：

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▲图9：AP使用MU-MIMO波束成形为坐落在差别空间位置的多个用户服务

整个下行MU-MIMO报文交互历程如图10所示，，，，，，，，由AP端(Beamformer)发送NDP-A（Null Data Packet Announcement）、NDP和Trigger帧，，，，，，，，然后STA端通过反响帧�。。。。。。‵eedback frame）反响信道矩阵信息，，，，，，，，此时AP端再凭证反响信息举行预编码，，，，，，，，以实现波束成形，，，，，，，，阻止了用户之间的相互滋扰。。。。。。。

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▲图10：AP请求MU-MIMO操作的信道信息

图10控制帧作用注释：

• NDP-A帧�。。。。。。�主要作用是对需要反响信道信息的用户举行通告；；；；；；

• NDP帧�。。。。。。�用于分组最先的检测、信道预计和时间同步等；；；；；；

• Trigger帧�。。。。。。�主要包括PPDU（PHY Protocol Data Unit，，，，，，，，物理层协议数据单位）长度和MCS。。。。。。。

这三种控制帧只有支持MU-MIMO的终端才华识别。。。。。。。

在完成信道信息反响之后，，，，，，，，AP就向所有的MU-MIMO用户同时发送数据信息，，，，，，，，并会指定某一STA（图11中的STA1）接纳隐式块确认（BA帧�。。。。。。┣肭笥Υ鸬姆椒�，，，，，，，，其余STA（图11中的STA2和STA3）接纳块确认（BA帧�。。。。。。┤啡嫌Υ鸱椒�；；；；；；在STA1收到数据后，，，，，，，，会期待SIFS（Short interframe space，，，，，，，，短帧间距离）时间，，，，，，，，之后回复隐式块确认（BA帧�。。。。。。�，，，，，，，，其余STA在收到数据后纪录状态，，，，，，，，期待AP回复轮询帧�。。。。。。˙AR）后才华发送BA帧,AP依次发送BAR帧来取回对应STA的BA帧，，，，，，，，等BA帧所有拿到后，，，，，，，，AP再发送下一个MU数据帧，，，，，，，，发送报文详细流程如图11所示：

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▲图11：AP向MU-MIMO用户发送信息

• 上行MU-MIMO

上行MU-MIMO手艺为Wi-Fi 6新增的功效特征，，，，，，，，主要实现方法是AP通过发送一个触发帧的方法来启动多个STA的上行同步传输。。。。。。。上行MU-MIMO与SU-MIMO原理相似，，，，，，，，差别点在于SU-MIMO是由相同STA发送单条或多条空间流，，，，，，，，上行MU-MIMO的多条空间流来自差别STA。。。。。。。

AP发送触发帧启动多个STA上行同步传输时，，，，，，，，AP将信道矩阵应用于所吸收的波束，，，，，，，，并将每个上行波束包括的信息脱离，，，，，，，，从而吸收来自所有加入STA的波束形成反响信息。。。。。。。AP上行MU-MIMO原理示意图见图12：

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▲图12：AP上行MU-MIMO原理示意图

上行MU-MIMO的详细交互历程图13所示，，，，，，，，先由AP发送触发帧HE_Trigger，，，，，，，，声明STA发送时间(When)、Payload一连时间、PE(携带装备能力信息的帧)、GI类型等，，，，，，，，当STA收到这些参数后则会凭证要求发送UL MU PPDU（Up Load Multi-User PHY Protocol Data Unit,上行多用户物理层协议数据单位），，，，，，，，在AP端同时吸收解调获得用户信息。。。。。。。

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▲图13：上行MU-MIMO的交互历程

基于触发帧HE_Trigger的上行传输机制，，，，，，，，对发送用户STA端在传输时间、频率、采样时钟以及功率有要求，，，，，，，，目的在于镌汰吸收AP端的同步问题。。。。。。。频率和采样时钟的同步可以避免ICI（Inter Channel Interference，，，，，，，，信道间滋扰）滋扰，，，，，，，，功率预赔偿可以镌汰吸收端用户信号的相互滋扰。。。。。。。

高密度接入——OFDMA（正交频分多址）

Wi-Fi从802.11a（1999年宣布的第三代Wi-Fi协议）最先就接纳OFDM调制作为焦点信道调制计划，，，，，，，，Wi-Fi 6在OFDM的基础上加入多址（即多用户）手艺，，，，，，，，从而演进成OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，，，，，，，，正交频分多址）。。。。。。。

以往我们熟悉的OFDM调制其原理是将信道切分为子载波，，，，，，，，但简单信道内的子载波须同时使用。。。。。。。OFDMA调制则更进一步，，，，，，，，将现有的802.11信道(20、40、80和160MHz宽度)划分成具有牢靠数目子载波的较小子信道，，，，，，，，并将特定子载波集进一步指派给个体STA，，，，，，，，从而为多个用户同时服务。。。。。。。图14说明晰Wi-Fi 6系统怎样使用差别巨细的资源单位举行信道频分多使命。。。。。。。

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▲图14：OFDM和OFDMA事情模式比照

OFDMA是成熟有用的4G蜂窝手艺，，，，，，，，Wi-Fi 6标准也仿效LTE专著名词，，，，，，，，将最小子信道称为“RU”(Resource Unit，，，，，，，，资源单位)，，，，，，，，每个RU当中至少包括26个子载波（相当于2MHz频宽）。。。。。。。Wi-Fi 6划定了差别巨细RU所包括的子载波数目，，，，，，，，包括有26/52/106/242/484/996/2*996 等多种规格。。。。。。。

以频宽20MHz为例，，，，，，，，在OFDM计划里每一帧由52个数据子载波组成，，，，，，，，这组子载波只能为一个终端服务，，，，，，，，若是该终端传输的数据包较小�。。。。。。ㄈ缣柑煨挛牛�，，，，，，，，基础就装不满52个子载波，，，，，，，，那么空载的子载波也无法分派给其他终端。。。。。。。

在OFDMA计划里每一帧由242个数据子载波组成，，，，，，，，并在帧内举行二次分组，，，，，，，，以每26个子载波界说为一个RU（Resource Unit，，，，，，，，资源单位），，，，，，，，每个RU可以为一个终端服务，，，，，，，，那么每一帧就被分成9份，，，，，，，，可以同时为9个用户服务。。。。。。。

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▲图15：频宽为20MHz下差别规格的RU漫衍

为了利便各人更直观地明确OFDMA手艺带来的优势，，，，，，，，可以用货车拉货举例比照。。。。。。。

OFDM计划是按订单发车，，，，，，，，不管货物巨细，，，，，，，，来一单发一趟，，，，，，，，哪怕是一小件货物，，，，，，，，也发一辆车，，，，，，，，这就导致车厢经常是空荡荡的，，，，，，，，效率低下，，，，，，，，铺张了资源。。。。。。。OFDMA计划则会将多个订单聚合起来，，，，，，，，只管让卡车满载上路，，，，，，，，使得运输效率大大提升。。。。。。。

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▲图16：OFDM与OFDMA流量传输类比示意图

通过相识OFDMA的事情机制可以看到，，，，，，，，OFDMA实现了多个用户同时举行数据传输，，，，，，，，这增添了空口效率，，，，，，，，接下来我们划分看一下上行OFDMA和下行OFDMA的事情原理。。。。。。。

• 下行OFDMA

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▲图17：下行OFDMA的数据发送历程

由于保存小于20MHz频宽的终端（如图15所示，，，，，，，，Wi-Fi 6协议划定的最小频宽20MHz可以分给9个终端使用，，，，，，，，每个RU包括26个子载波数，，，，，，，，因此可能保存小于20MHz的频宽），，，，，，，，因此在一最先发送数据的历程中，，，，，，，，若是保存小于20MHz时，，，，，，，，每个终端都会发送一个20MHz频宽的前导(Preamble)帧。。。。。。。

由于下行OFDMA是在频域上将原有的频宽进一步剖析为一个个小频宽，，，，，，，，STA吸收到数据之后可以在频域上举行疏散解码操作，，，，，，，，因此并不需要像下行MU-MIMO那样需要反响信道信息矩阵，，，，，，，，也不需要NDP，，，，，，，，NDP-A等帧的交互。。。。。。。

• 上行OFDMA

上行OFDMA的整个历程同上行MU-MIMO的历程类似，，，，，，，，也需要由AP首先提倡，，，，，，，，因此AP需要先发送一个触发帧才华启动上行OFDMA。。。。。。。

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▲图18：上行OFDMA的交互历程

该触发帧�。。。。。。═rigger frame）的主要作用是批注空间流数目、OFDMA响应的资源分派(包括频率以及每个用户的RU巨细)、PPDU（PHY Protocol Data Unit，，，，，，，，物理层协议数据单位）的一连时间，，，，，，，，还包括有用户的发送功率控制信息以包管多个用户在AP处的吸收功率基内情同。。。。。。。

与上行MU-MIMO类似，，，，，，，，基于触发帧的上行传输机制，，，，，，，，对发送用户STA端在传输时间、频率、采样时钟以及功率有要求，，，，，，，，目的在于镌汰吸收AP端的同步问题。。。。。。。频率和采样时钟的同步可以避免ICI（信道间滋扰,Inter Channel Interference）滋扰，，，，，，，，功率预赔偿可以镌汰吸收端用户信号的相互滋扰。。。。。。。

高密度接入手艺小结

看完前面MU-MIMO和OFDMA的先容，，，，，，，，你是否以为OFDMA跟MU-MIMO差未几呢？？？？？都是解决多用户的上下行，，，，，，，，提高了无线的接入密度，，，，，，，，但着实两者差别照旧很大的。。。。。。。只管两者均为并行传输解决计划，，，，，，，，但既不是迭代关系，，，，，，，，也不是竞争关系，，，，，，，，而是互补关系。。。。。。。它们的手艺原理不尽相同，，，，，，，，适用的场景也有所区别，，，，，，，，详细使用时需要凭证服务的应用类型而定。。。。。。。

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▲图19：MU-MIMO与OFDMA适用场景的比照

• MU-MIMO：实现物理空间上的多路并发，，，，，，，，适用于大数据包的并行传输（如视频、下载等应用），，，，，，，，提升多空间流的使用率与系统容量，，，，，，，，提高单用户的有用频宽，，，，，，，，同样能降低时延。。。。。。。但运行状态不敷稳固，，，，，，，，很容易受终端影响。。。。。。。

• OFDMA：实现频域空间的多路并发，，，，，，，，适用于小数据包的并行传输（如网页浏览、即时新闻等应用），，，，，，，，提升单空间流的信道使用率与传输效率，，，，，，，，镌汰应用延迟与用户排队。。。。。。。运行状态稳固，，，，，，，，禁止易受终端影响。。。。。。。

因此MU-MIMO和OFDMA两种计划完全不冲突，，，，，，，，在现实使用中也经常是叠加使用。。。。。。。安排时基于每个营业举行资源分派（如网页浏览、视频寓目、下载、即时新闻等种种营业场景），，，，，，，，通过设计合理MU-MIMO和OFDMA能有用降低麋集多用户情形下终端上下行随机接入造成的冲突，，，，，，，，有用的改善多用户高密度接入场景的使用体验。。。。。。。在现实使用历程中用户无需体贴并行传输背后的运行机制，，，，，，，，使用时真实的感受就是，，，，，，，，再多的终端网络也不卡顿，，，，，，，，使用起来真的很“6”。。。。。。。

“6”的缘故原由三：抗滋扰——SR(空间复用)

在Wi-Fi信号无处不在的时代，，，，，，，，无线之间的滋扰也是无处不在的。。。。。。。无线信号的滋扰主要有两种：

• 邻频滋扰：相邻频段的无线电波叠加引起滋扰，，，，，，，，此滋扰会导致数据损坏；；；；；；

• 同频滋扰：虽然不会损坏数据，，，，，，，，但会使竞争开销增添。。。。。。。

造成这些滋扰，，，，，，，，缘故原由外貌上看是由于我们情形中经常遇到许多伶仃装置的AP，，，，，，，，因此无线信号泛起了许多交织笼罩从而造成了滋扰。。。。。。。但从手艺原理层面来看，，，，，，，，造成滋扰的缘故原由是由于古板802.11手艺是使用了载波监听多路会见/冲突阻止手艺（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA）来实现接入控制。。。。。。。

CSMA/CA手艺使用单个空闲信道评估（CCA，，，，，，，，Clear Channel Assessment）规则，，，，，，，，这一规则统一地作用于所有无线装备之上，，，，，，，，统一区域内的所有无线装备通过能量检测和载波侦听来判断信道是否空闲。。。。。。。当某台Wi-Fi装备（客户端或者AP）收听到Wi-Fi帧信号功率高于某个预设阀值的时间，，，，，，，，便会期待其发送完毕后再发送自己的帧。。。。。。。这种轮询期待机制阻止了太过冲突和频仍重试，，，，，，，，但这种机制也大幅度增添了Wi-Fi装备（客户端或者AP）的期待时间，，，，，，，，降低了整个无线系统的传输效率和性能。。。。。。。

在现实安排中，，，，，，，，基于在AP的收包逻辑又放大了这种性能限制。。。。。。。在AP的收包逻辑中，，，，，，，，只有大于最小迅速度的报文才华被准确解调，，，，，，，，当报文被准确解调时，，，，，，，，功率大于CCA-SD（Clear Channel Assessment Signal Detection，，，，，，，，同频滋扰退避）的报文会引发退避，，，，，，，，但为了包管不错过发给自己的报文，，，，，，，，在使用Wi-Fi 4/5协议的时间一样平常都把CCA-SD的功率设置的很低，，，，，，，，许多AP是直接把CCA-SD的功坦率接设置成最小迅速度的功率，，，，，，，，这样同频滋扰退避变的更容易爆发，，，，，，，，进一步降低了整个无线系统的性能，，，，，，，，纵然增添AP也不可扩展无线网络的网络容量。。。。。。。Wi-Fi 4/5的发包原则如图20所示：

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▲图20：Wi-Fi 4/5发包原则

抗滋扰——动态CCA和空间复用

为相识决CSMA/CA手艺在麋集AP情形中性能低下的问题，，，，，，，，Wi-Fi 6提出了一种信道空间复用手艺（Spatial Reuse Technique），，，，，，，，这一手艺是使用BSS（Basic Service Set，，，，，，，，基础服务荟萃）着色位（Color Bit）来标识这个数据帧属于哪个BSS，，，，，，，，因此也被称作“BSS着色”（BSS coloring）手艺。。。。。。。

通过“BSS着色”手艺，，，，，，，，无线装备（客户端或者AP）可以通过新增的着色位（Color Bit）来识别来无线报文是来自BSS照旧OBSS(0verlapping Basic Service Sets,重叠基本服务集)的信号，，，，，，，，这样就能使用提升BSS之间的CCA-SD（Clear Channel Assessment Signal Detection）的门限，，，，，，，，动态的降低BSS内部的CCA-SD门限来实现对OBSS响应数据帧的忽略。。。。。。。即与Wi-Fi 4/5时使用单个CCA电压检测值来确定信道是否“空闲”差别，，，，，，，，“BSS着色”手艺可以基于两个值来判断，，，，，，，，一个是BSS之间的CCA-SD，，，，，，，，另外一个是针对OBSS CCA-SD，，，，，，，，这样来自OBSS的报文就不会爆发不须要的空口冲突，，，，，，，，如图21所示：

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▲图21：使用BSS Coloring举行信道空闲评估

抗滋扰手艺小结

通过“BSS着色”手艺，，，，，，，，无线传输在其最先时就被标记，，，，，，，，这会资助周围其它装备决议是否允许无线介质被同时使用。。。。。。。纵然来自相邻网络的检测信号能量凌驾古板信号检测阈值，，，，，，，，只要适外地减小新传输的发射功率，，，，，，，，就允许将无线介质视为空闲并最先新的传输，，，，，，，，提高了无线系统的抗滋扰能力。。。。。。。

但关于Wi-Fi 6的抗滋扰并发增益的获取，，，，，，，，并不可纯粹地依赖标准制订的着色位（Color Bit）和动态CCA接口去完成，，，，，，，，AP还需要能实时感知到周边无线情形和有用的动态空间复用算法，，，，，，，，只有两者团结才华更好的来判断收到非本BSS的滋扰报文时，，，，，，，，自己是否可以发包。。。。。。。

aggame官网网络在Wi-Fi 6芯片还未面世时，，，，，，，，就详细剖析了Wi-Fi 6的空间复用手艺，，，，，，，，并将该手艺移植到现有的Wi-Fi 4/5协议中，，，，，，，，提出Pre-ax算法，，，，，，，，该算法通过网络同频AP的强度和用户在各个AP上的RSSI（Received Signal Strength Indicator，，，，，，，，吸收信号的强度指示），，，，，，，，从而动态的调解CCA的门限，，，，，，，，实现高密度组网下的高并发，，，，，，，，有用提高了无线网络的通讯质量。。。。。。。在Wi-Fi 6 AP的设计中，，，，，，，，该算法将会凭证协议提供标的准举行进一步优化，，，，，，，，从而可以实现更好的滋扰治理效果以及更高的并发复用性能。。。。。。。

其他手艺刷新

节电治理手艺——TWT（目的叫醒时间）

目的叫醒时间TWT(Target Wakeup Time)，，，，，，，，这是Wi-Fi 6另一个新增的主要资源调理功效，，，，，，，，此功效借鉴于802.11ah标准。。。。。。。“目的叫醒时间(TWT)”就如它的名字形貌的一样，，，，，，，，允许装备协商他们什么时间和多久举行叫醒发送或吸收数据，，，，，，，，允许装备在信标传输周期的其他时间段叫醒；；；；；；别的，，，，，，，，无线接入点可以将客户端装备分组到差别的TWT周期，，，，，，，，从而镌汰叫醒后同时竞争无线介质的装备数目。。。。。。。TWT还增添了装备睡眠时间，，，，，，，，在自身的TWT来临之前进入睡眠状态，，，，，，，，从而延伸电池使用寿命。。。。。。。

Wi-Fi 6 AP还可另外设定编排议程，，，，，，，，并将TWT值提供应STA，，，，，，，，这样一来，，，，，，，，双方之间就不需要保存个别的TWT协议，，，，，，，，此操作称为“广播TWT操作”，，，，，，，，“广播TWT操作”示意图见图22：

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▲图22：TWT广播目的叫醒时间操作示意图

图22名词诠释：

• TBTT（Target Beacon Transmission Time）：信标预定传送时间，，，，，，，，现实上这个是一个准时后的发送/接受Beacon行动的周期，，，，，，，，其周期的时间是由Beacon Interval所决议的。。。。。。。

• Listen Interval：监听距离是指事情站两次苏醒之间，，，，，，，，历经几多次TBTT，，，，，，，，也就是跳过了几多个Beacon帧

“广播TWT操作”还可配合OFDMA手艺使用，，，，，，，，实现同时叫醒多个装备实现传输视频、语音和物联网等差别营业的多装备并行毗连，，，，，，，，并凭证差别营业调解流量比例和优先级，，，，，，，，从而提升整个无线网络的用户体验。。。。。。。

2.4G/5G双频设计

Wi-Fi 5仅支持5G频段，，，，，，，，在手艺上无法完全取代支持2.4G频段的Wi-Fi 4，，，，，，，，因此所谓的Wi-Fi 4与Wi-Fi 5在标准上来看都可以把他们看成是平行的标准，，，，，，，，而当下主流的Wi-Fi 5无线AP，，，，，，，，现实都是Wi-Fi 4/5(802.11n/802.11ac)双制式的产品。。。。。。。

最新的Wi-Fi 6标准是可同时势情在2.4G和5G频段下的无线协议。。。。。。。因此可以说Wi-Fi 6才是Wi-Fi 4的下一代手艺，，，，，，，，可完整实现后向兼容，，，，，，，，实现真正的手艺迭代。。。。。。。

aggame官网网络在Wi-Fi 6场景的探索

aggame官网网络针对室内多路径衰落情形、室外远距离传输场景和多用户高密度接入（多用户小报文、多用户大报文、多用户上传等）场景均有规模安排实践，，，，，，，，aggame官网网络后续将一连为各行业的差别场景推出更有针对性、厘革性的综合解决计划，，，，，，，，让每一位客户、每一位用户在未来的各个场景里都有意想不到的无线体验，，，，，，，，让各人的Wi-Fi能酣畅淋漓的“6”起来。。。。。。。

本期作者：李健明

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