1. Wi-Fi 發(fā)展簡介
Wi-Fi 已成為當(dāng)今世界無處不在的技術(shù)，為數(shù)十億設(shè)備提供連接，也是越來越多的用戶上網(wǎng)接入的首選方式，并且有逐步取代有線接入的趨勢。為適應(yīng)新的業(yè)務(wù)應(yīng)用和減小與有線網(wǎng)絡(luò)帶寬的差距，每一代 802.11 的標(biāo)準(zhǔn)都在大幅度的提升其速率。
1997 年 IEEE 制定出第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 802.11，數(shù)據(jù)傳輸速率僅有 2Mbps，但這個標(biāo)準(zhǔn)的誕生改變了用戶的接入方式，使人們從線纜的束縛中解脫出來。
隨著人們對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的要求不斷提升，在 1999 年 IEEE 發(fā)布了 802.11b 標(biāo)準(zhǔn)。802.11b 運行在 2.4 GHz 頻段，傳輸速率為 11Mbit/s，是原始標(biāo)準(zhǔn)的 5 倍。同年，IEEE 又補(bǔ)充發(fā)布了 802.11a 標(biāo)準(zhǔn)，采用了與原始標(biāo)準(zhǔn)相同的核心協(xié)議，工作頻率為 5GHz，最大原始數(shù)據(jù)傳輸率 54Mbit/s，達(dá)到了現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中等吞吐量(20Mbit/s)的要求，由于 2.4GHz 頻段已經(jīng)被到處使用，采用 5GHz 頻段讓 802.11a 具有更少沖突的優(yōu)點。
2003 年，作為 802.11a 標(biāo)準(zhǔn)的 OFDM 技術(shù)也被改編為在 2.4 GHz 頻段運行，從而產(chǎn)生了 802.11g，其載波的頻率為 2.4GHz(跟 802.11b 相同)，原始傳送速度為 54Mbit/s， 凈傳輸速度約為 24.7Mbit/s(跟 802.11a 相同)。
對 Wi-Fi 影響比較重要的標(biāo)準(zhǔn)是 2009 年發(fā)布的 802.11n，這個標(biāo)準(zhǔn)對 Wi-Fi 的傳輸和接入進(jìn)行了重大改進(jìn)，引入了 MIMO、安全加密等新概念和基于 MIMO 的一些高級功能（如波束成形，空間復(fù)用......），傳輸速度達(dá)到 600Mbit/s。 此外，802.11n 也是第一個同時工作在 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的Wi-Fi 技術(shù)。
然而，移動業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和高密度接入對 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的帶寬提出了更高的要求，在2013 年發(fā)布的 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)引入了更寬的射頻帶寬（提升至 160MHz）和更高階的調(diào)制技術(shù)（256-QAM），傳輸速度高達(dá) 1.73Gbps，進(jìn)一步提升 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)吞吐量。另外，在 2015 年發(fā)布了 802.11ac wave2 標(biāo)準(zhǔn)，將波束成形和 MU-MIMO 等功能推向主流，提升了系統(tǒng)接入容量。但遺憾的是 802.11ac 僅支持 5GHz 頻段的終端，削弱了 2.4GHz 頻段下的用戶體驗。
然而，隨著視頻會議、無線互動 VR、移動教學(xué)等業(yè)務(wù)應(yīng)用越來越豐富，Wi-Fi 接入終端越來越多，IoT 的發(fā)展更是帶來了更多的移動終端接入無線網(wǎng)絡(luò)，甚至以前接入終端較少的家庭 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)也將隨著越來越多的智能家居設(shè)備的接入而變得擁擠。因此 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)仍需要不斷提升速度，同時還需要考慮是否能接入更多的終端，適應(yīng)不斷擴(kuò)大的客戶端設(shè)備數(shù)量以及不同應(yīng)用的用戶體驗需求。
圖 1-1 不同 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)下的接入量與人均帶寬關(guān)系
下一代Wi-Fi 需要解決更多終端的接入導(dǎo)致整個Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)效率降低的問題，早在2014 年 IEEE 802.11 工作組就已經(jīng)開始著手應(yīng)對這一挑戰(zhàn)， 預(yù)計在 2019 年正式推出的802.11ax(下個章節(jié)介紹為什么叫 Wi-Fi 6)標(biāo)準(zhǔn)將引入上行 MU-MIMO、OFDMA 頻分復(fù)用、1024-QAM 高階編碼等技術(shù)，將從頻譜資源利用、多用戶接入等方面解決網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸效率問題。目標(biāo)是在密集用戶環(huán)境中將用戶的平均吞吐量相比如今的 Wi-Fi 5 提高至少4 倍，并發(fā)用戶數(shù)提升 3 倍以上，因此，Wi-Fi 6(802.11ax)也被稱為高效無線（HEW）。
2. 什么是 Wi-Fi 6(802.11ax)
Wi-Fi 6 是下一代 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)的簡稱。隨著 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，WFA 為了便于 Wi- Fi 用戶和設(shè)備廠商輕松了解其設(shè)備連接或支持的 Wi-Fi 型號，選擇使用數(shù)字序號來對 Wi- Fi 重新命名。另一方面，選擇新一代命名方法也是為了更好地突出 Wi-Fi 技術(shù)的重大進(jìn)步， 它提供了大量新功能，包括增加的吞吐量和更快的速度、支持更多的并發(fā)連接等。根據(jù) WFA 的公告，現(xiàn)在的 Wi-Fi 命名分別對應(yīng)如下 802.11 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：
表 1802.11 標(biāo)準(zhǔn)與新命名
和以往每次發(fā)布新的 802.11 標(biāo)準(zhǔn)一樣，802.11ax 也將兼容之前的 802.11ac/n/g/a/b 標(biāo)準(zhǔn)，老的終端一樣可以無縫接入 802.11ax 網(wǎng)絡(luò)。
Wi-Fi 6 速度有多快？4G 是移動網(wǎng)絡(luò)高速率的代名詞，同樣，Wi-Fi 6 是無線局域網(wǎng)高速率的代名詞，但這個高速率是怎么來的，由以下幾個因素決定。
計算公式：1.空間流數(shù)量
空間流其實就是 AP 的天線，天線數(shù)越多，整機(jī)吞吐量也越大，就像高速公路的車道一樣，8 車道一定會比 4 車道運輸量更大。
表 2不同 802.11 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的空間流數(shù)量
2.Symbol 與 GI
Symbol 就是時域上的傳輸信號，相鄰的兩個Symbol 之間需要有一定的空隙（GI），以避免 Symbol 之間的干擾。就像中國的高鐵一樣，每列車相當(dāng)于一個 Symbol， 同一個車站發(fā)出的兩列車之間一定要有一個時間間隙，否則兩列車就可能會發(fā)生碰撞。不同 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)下的間隙也有不同，一般來說傳輸速度較快時 GI 需要適當(dāng)增大，就像同一車道上兩列 350KM/h 時速的高鐵發(fā)車時間間隙要比時速 250KM/h 時速的高鐵發(fā)車間隙要大一些。
表 3802.11 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的 Symbol 與GI 數(shù)據(jù)
3.編碼方式
編碼方式就是調(diào)制技術(shù)，即 1 個 Symbol 里面能承載的 bit 數(shù)量。從 Wi-Fi 1 到 Wi-Fi 6，每次調(diào)制技術(shù)的提升，都能至少給每條空間流速率帶來 20%以上的提升。
表 4802.11 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的 QAM
4.碼率
理論上應(yīng)該是按照編碼方式無損傳輸，但現(xiàn)實沒有這么美好。傳輸時需要加入一些用于糾錯的信息碼，用冗余換取高可靠度。碼率就是排除糾錯碼之后實際真實傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼占理論值的比例。
表 5802.11 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的碼率
5.有效子載波數(shù)量
載波類似于頻域上的 Symbol，一個子載波承載一個 Symbol，不同調(diào)制方式及不同頻寬下的子載波數(shù)量不一樣。
表6.802.11 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的子載波數(shù)量
至此，我們可以計算一下 802.11ac 與 802.11ax 在 HT80 頻寬下的單條空間流最大速率：
Wi-Fi 6(802.11ax)繼承了Wi-Fi 5(802.11ac)的所有先進(jìn) MIMO 特性，并新增了許多針對高密部署場景的新特性。以下是Wi-Fi 6 的核心新特性：
OFDMA 頻分復(fù)用技術(shù)
DL/UL MU-MIMO 技術(shù)
更高階的調(diào)制技術(shù) (1024-QAM)
空分復(fù)用技術(shù)（SR） &BSS Coloring 著色機(jī)制
擴(kuò)展覆蓋范圍 (ER)
下面詳細(xì)描述這些核心新特性。
OFDMA 頻分復(fù)用技術(shù)802.11ax 之前，數(shù)據(jù)傳輸采用的是 OFDM 模式，用戶是通過不同時間片段區(qū)分出來的。每一個時間片段，一個用戶完整占據(jù)所有的子載波，并且發(fā)送一個完整的數(shù)據(jù)包（如下圖）。
圖 2-1OFDM 工作模式
802.11ax 中引入了一種更高效的數(shù)據(jù)傳輸模式，叫 OFDMA（因為 802.11ax 支持上下行多用戶模式，因此也可稱為 MU-OFDMA），它通過將子載波分配給不同用戶并在
OFDM 系統(tǒng)中添加多址的方法來實現(xiàn)多用戶復(fù)用信道資源。迄今為止，它已被許多無線技術(shù)采用，例如 3GPP LTE。此外，802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)也仿效 LTE，將最小的子信道稱為“資源單位(Resource Unit，簡稱 RU)”，每個 RU 當(dāng)中至少包含 26 個子載波，用戶是根據(jù)時頻資源塊 RU 區(qū)分出來的。我們首先將整個信道的資源分成一個個小的固定大小的時頻資源塊 RU。在該模式下，用戶的數(shù)據(jù)是承載在每一個 RU 上的，故從總的時頻資源上來看，每一個時間片上，有可能有多個用戶同時發(fā)送（如下圖）。
圖 2-2OFDMA 工作模式
OFDMA 相比 OFDM 一般有三點好處：
更細(xì)的信道資源分配。特別是在部分節(jié)點信道狀態(tài)不太好的情況下，可以根據(jù)信道質(zhì)量分配發(fā)送功率，來更細(xì)膩化的分配信道時頻資源。下圖呈現(xiàn)出了不同子載波頻域上的信道質(zhì)量差異較大，802.11ax 可根據(jù)信道質(zhì)量選擇最優(yōu) RU 資源來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
圖 2-3不同子載波頻域上的信道質(zhì)量
提供更好的 QOS因為 802.11ac 及之前的標(biāo)準(zhǔn)都是占據(jù)整個信道傳輸數(shù)據(jù)的，如果有一個 QOS 數(shù)據(jù)包需要發(fā)送，其一定要等之前的發(fā)送者釋放完整個信道才行，所以會存在較長的時延。在OFDMA 模式下，由于一個發(fā)送者只占據(jù)整個信道的部分資源，一次可以發(fā)送多個用戶的數(shù)據(jù)，所以能夠減少 QOS 節(jié)點接入的時延。
更多的用戶并發(fā)及更高的用戶帶寬OFDMA 是通過將整個信道資源劃分成多個子載波（也可稱為子信道），子載波又按不同 RU 類型被分成若干組，每個用戶可以占用一組或多組 RU 以滿足不同帶寬需求的業(yè)務(wù)。802.11ax 中最小 RU 尺寸為 2MHz，最小子載波帶寬是 78.125KHz，因此最小 RU 類型為26 子載波 RU。以此類推，還有 52 子載波 RU，106 子載波 RU，242 子載波RU，484 子載波 RU 和 996 子載波 RU，下表顯示了不同信道帶寬下的最大RU 數(shù)。
表 7不同頻寬下的 RU 數(shù)量
圖 2-4RU 在 20MHz 中的位置示意圖
RU 數(shù)量越多，發(fā)送小包報文時多用戶處理效率越高，吞吐量也越高，下圖是仿真收益：
圖 2-5OFDMA 與 OFDM 模式下多用戶吞吐量仿真
DL/UL MU-MIMO 技術(shù)MU-MIMO 使用信道的空間分集來在相同帶寬上發(fā)送獨立的數(shù)據(jù)流，與OFDMA 不同， 所有用戶都使用全部帶寬，從而帶來多路復(fù)用增益。終端受天線數(shù)量受限于尺寸，一般來說只有 1 個或 2 個空間流（天線），比 AP 的空間流（天線）要少，因此，在 AP 中引入MU-MIMO 技術(shù)，同一時刻就可以實現(xiàn) AP 與多個終端之間同時傳輸數(shù)據(jù)，大大提升了吞吐量。
圖 2-6SU-MIMO 與 MU-MIMO 吞吐量差異
DL MU-MIMO 技術(shù)MU-MIMO 在 802.11ac 就已經(jīng)引入，但只支持 DL 4x4 MU-MIMO（下行）。在802.11ax 中進(jìn)一步增加了MU-MIMO 數(shù)量，可支持 DL 8x8 MU-MIMO，借助 DL OFDMA技術(shù)（下行），可同時進(jìn)行 MU-MIMO 傳輸和分配不同 RU 進(jìn)行多用戶多址傳輸，既增加了系統(tǒng)并發(fā)接入量，又均衡了吞吐量。
圖 2-78x8 MU-MIMO AP 下行多用戶模式調(diào)度順序
UL MU-MIMO 技術(shù)UL MU-MIMO（上行）是 802.11ax 中引入的一個重要特性，UL MU-MIMO 的概念和 UL SU-MIMO 的概念類似，都是通過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)多天線技術(shù)使用相同的信道資源在多個空間流上同時傳輸數(shù)據(jù)，唯一的差別點在于 UL MU-MIMO 的多個數(shù)據(jù)流是來自多個用戶。802.11ac 及之前的 802.11 標(biāo)準(zhǔn)都是 UL SU-MIMO，即只能接受一個用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)，多用戶并發(fā)場景效率較低，802.11ax 支持 UL MU-MIMO 后，借助 UL OFDMA 技術(shù)（上行），可同時進(jìn)行 MU-MIMO 傳輸和分配不同 RU 進(jìn)行多用戶多址傳輸，提升多用戶并發(fā)場景效率，大大降低了應(yīng)用時延。
圖 2-8 多用戶模式上行調(diào)度順序
雖然 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)允許OFDMA 與 MU-MIMO 同時使用，但不要 OFDMA 與 MU- MIMO 混淆。OFDMA 支持多用戶通過細(xì)分信道（子信道）來提高并發(fā)效率，MU-MIMO 支持多用戶通過使用不同的空間流來提高吞吐量。下表是 OFDMA 與 MU-MIMO 的對比：
表 8OFDMA 與 MU-MIMO 對比
更高階的調(diào)制技術(shù) (1024-QAM)802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)是增加系統(tǒng)容量，降低時延，提高多用戶高密場景下的效率，但更好的效率與更快的速度并不互斥。802.11ac 采用的 256-QAM 正交幅度調(diào)制，每個符號傳輸 8bit 數(shù)據(jù)（2^8=256），802.11ax 將采用 1024-QAM 正交幅度調(diào)制，每個符號位傳輸 10bit 數(shù)據(jù)（2^10=1024），從 8 到 10 的提升是 25%，也就是相對于 802.11ac 來說， 802.11ax 的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量又提高了 25%。
圖 2-9 256-QAM 與 1024-QAM 的星座圖對比
需要注意的是 802.11ax 中成功使用 1024-QAM 調(diào)制取決于信道條件，更密的星座點距離需要更強(qiáng)大的 EVM（誤差矢量幅度，用于量化無線電接收器或發(fā)射器在調(diào)制精度方面的性能）和接受靈敏度功能，并且信道質(zhì)量要求高于其他調(diào)制類型。
空分復(fù)用技術(shù)（SR） &BSS Coloring 著色機(jī)制Wi-Fi 射頻的傳輸原理是在任何指定時間內(nèi)，一個信道上只允許一個用戶傳輸數(shù)據(jù)，如果 Wi-Fi AP 和客戶端在同一信道上偵聽到有其他 802.11 無線電傳輸，則會自動進(jìn)行沖突避免，推遲傳輸，因此每個用戶都必須輪流使用。所以說信道是無線網(wǎng)絡(luò)中非常寶貴的資源， 特別在高密場景下，信道的合理劃分和利用將對整個無線網(wǎng)絡(luò)的容量和穩(wěn)定性帶來較大的影響。802.11ax 可以在 2.4GHz 或 5GHz 頻段運行（與 802.11ac 不同，只能在 5GHz 頻段運行），高密部署時同樣可能會遇到可用信道太少的問題（特別是 2.4GHz 頻段），如果能夠提升信道的復(fù)用能力，將會對提升系統(tǒng)的吞吐容量。
802.11ac 及之前的標(biāo)準(zhǔn)，通常采用動態(tài)調(diào)整 CCA 門限的機(jī)制來改善同頻信道間的干擾，通過識別同頻干擾強(qiáng)度，動態(tài)調(diào)整 CCA 門限，忽略同頻弱干擾信號實現(xiàn)同頻并發(fā)傳輸， 提升系統(tǒng)吞吐容量。
圖 2-10802.11 默認(rèn) CCA 門限
例如圖 12，AP1 上的 STA1 正在傳輸數(shù)據(jù)，此時，AP2 也想向 STA2 發(fā)送數(shù)據(jù)，根據(jù)Wi-Fi 射頻傳輸原理，需要先偵聽信道是否空閑，CCA 門限值默認(rèn)-82dBm，發(fā)現(xiàn)信道已被STA1 占用，那么 AP2 由于無法并行傳輸而推遲發(fā)送。實際上，所有的與 AP2 相關(guān)聯(lián)的同信道客戶端都將推遲發(fā)送。引入動態(tài) CCA 門限調(diào)整機(jī)制，當(dāng) AP2 偵聽到同頻信道被占用時，可根據(jù)干擾強(qiáng)度調(diào)整 CCA 門限偵聽范圍（比如說從-82dBm 提升到-72dBm），規(guī)避干擾帶來的影響，即可實現(xiàn)同頻并發(fā)傳輸。
圖 2-11 動態(tài) CCA 門限調(diào)整
由于 Wi-Fi 客戶端設(shè)備的移動性，Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中偵聽到的同頻干擾不是靜態(tài)的，它會隨著客戶端設(shè)備的移動而改變，因此引入動態(tài) CCA 機(jī)制是很有效的。
802.11ax 中引入了一種新的同頻傳輸識別機(jī)制，叫 BSS Coloring 著色機(jī)制，在 PHY 報文頭中添加 BSS color 字段對來自不同BSS 的數(shù)據(jù)進(jìn)行“染色”，為每個通道分配一種顏色，該顏色標(biāo)識一組不應(yīng)干擾的基本服務(wù)集（BSS），接收端可以及早識別同頻傳輸干擾信號并停止接收，避免浪費收發(fā)機(jī)時間。如果顏色相同，則認(rèn)為是同一 BSS 內(nèi)的干擾信號， 發(fā)送將推遲；如果顏色不同，則認(rèn)為兩者之間無干擾，兩個 Wi-Fi 設(shè)備可同信道同頻并行傳輸。以這種方式設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，那些具有相同顏色的信道彼此相距很遠(yuǎn)，此時我們再利用動態(tài)CCA 機(jī)制將這種信號設(shè)置為不敏感，事實上它們之間也不太可能會相互干擾。
圖 2-12無BSS Color 機(jī)制與有BSS Color 機(jī)制對比
擴(kuò)展覆蓋范圍 (ER)由于 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)采用的是Long OFDM symbol 發(fā)送機(jī)制，每次數(shù)據(jù)發(fā)送持續(xù)時間從原來的 3.2us 提升到 12.8us，更長的發(fā)送時間可降低終端丟包率；另外 802.11ax 最小可僅使用 2MHz 頻寬進(jìn)行窄帶傳輸，有效降低頻段噪聲干擾，提升了終端接受靈敏度，增加了覆蓋距離。
圖 2-13Long OFDM symbol 與窄帶傳輸帶來覆蓋距離提升
其他 Wi-Fi 6（802.11ax）新特性前面的幾大核心技術(shù)已經(jīng)足夠證明 802.11ax 帶來的高效傳輸和高密容量，但802.11ax 也不是 Wi-Fi 的最終標(biāo)準(zhǔn)，這只是高效無線網(wǎng)絡(luò)的開始，新標(biāo)準(zhǔn)的 802.11ax 依然需要兼容老標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，并考慮面向未來物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、綠色節(jié)能等方向的發(fā)展趨勢。以下是 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)的其他新特性：
支持 2.4GHz 頻段
目標(biāo)喚醒時間（TWT）
下面詳細(xì)描述這些新特性。
支持 2.4GHz 頻段我們都知道 2.4GHz 頻寬窄，且僅有 3 個 20MHz 的互不干擾信道（1,6 和 11），在 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)被拋棄，但是有一點不可否認(rèn)的是 2.4GHz 仍然是一個可用的 Wi-Fi 頻段，在很多場景下依然被廣泛使用，因此，802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)中選擇繼續(xù)支持 2.4GHz，目的
就是要充分利用這一頻段特有的優(yōu)勢。
優(yōu)勢一：覆蓋范圍無線通信系統(tǒng)中，頻率較高的信號比頻率較低的信號更容易穿透障礙物，而頻率越低， 波長越長，繞射能力越強(qiáng)，穿透能力越差，信號損失衰減越小，傳輸距離越遠(yuǎn)。雖然 5GHz 頻段可帶來更高的傳播速度，但信號衰減也越大，所以傳輸距離比 2.4GHz 要短。因此，我們在部署高密無線網(wǎng)絡(luò)時，2.4GHz 頻段除了用于兼容老舊設(shè)備，還有一個很大的作用就是邊緣區(qū)域覆蓋補(bǔ)盲。
優(yōu)勢二：低成本現(xiàn)階段仍有數(shù)以億計的 2.4GHz 設(shè)備在線使用，就算如今成為潮流的 IoT 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也使用的 2.4GHz 頻段，對有些流量不大的業(yè)務(wù)場景（如電子圍欄、資產(chǎn)管理等），終端設(shè)備非常多，使用成本更低的僅支持 2.4GHz 的終端是一個性價比非常高的選擇。
目標(biāo)喚醒時間（TWT）目標(biāo)喚醒時間 TWT（Target Wakeup Time）是 802.11ax 支持的另一個重要的資源調(diào)度功能，它借鑒于 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)。它允許設(shè)備協(xié)商他們什么時候和多久會被喚醒，然后發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。此外，Wi-Fi AP 可以將客戶端設(shè)備分組到不同的 TWT 周期，從而減少喚醒后同時競爭無線介質(zhì)的設(shè)備數(shù)量。TWT 還增加了設(shè)備睡眠時間，對采用電池供電的終端來說，大大提高了電池壽命。
802.11ax AP 可以和 STA 協(xié)調(diào)目標(biāo)喚醒時間(TWT)功能的使用，AP 和 STA 會互相交換信息，當(dāng)中將包含預(yù)計的活動持續(xù)時間，以定義讓 STA 訪問介質(zhì)的特定時間或一組時間， 這樣就可以避開多個不同 STA 之間的競爭和重疊情況。另外，支持 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)的 STA 可以使用 TWT 來降低能量損耗，在自身的 TWT 來臨之前進(jìn)入睡眠狀態(tài)。AP 還可另外設(shè)定TWT編排計劃并將 TWT 值提供給 STA，這樣雙方之間就不需要存在個別的 TWT 協(xié)議，此操作稱為“廣播 TWT 操作”。
圖 2-14廣播目標(biāo)喚醒時間操作
為什么要 Wi-Fi 6(802.11ax)
802.11ax 設(shè)計之初就是為了適用于高密度無線接入和高容量無線業(yè)務(wù)，比如室外大型公共場所、高密場館、室內(nèi)高密無線辦公、電子教室等場景。
圖 3-1 高密高帶寬應(yīng)用場景
在這些場景中，接入Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的客戶端設(shè)備將呈現(xiàn)巨大增長，另外，還在不斷增加的語音及視頻流量也對 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)帶來調(diào)整，根據(jù)預(yù)測，到 2020 年全球移動視頻流量將占移動數(shù)據(jù)流量的 50%以上，其中有 80%以上的移動流量將會通過 Wi-Fi 承載。我們都知道 4K 視頻流（帶寬要求 30Mbps/人）、語音流（時延小于 30ms）、VR 流（帶寬要求 50Mbps/人，時延 10~20ms）對帶寬和時延是十分敏感的，如果網(wǎng)絡(luò)擁塞或重傳導(dǎo)致傳輸延時，將對用戶體驗帶來較大影響。而現(xiàn)有的Wi-Fi 5（802.11ac）網(wǎng)絡(luò)雖然也能提供大帶寬能力，但是隨著接入密度的不斷上升，吞吐量性能遇到瓶頸。而Wi-Fi 6（802.11ax）網(wǎng)絡(luò)通過 OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM 等技術(shù)使這些服務(wù)比以前更可靠，不但支持接入更多的客戶端，同時還能均衡每用戶帶寬。比如說電子教室，以前如果是 100 多位學(xué)生的大課授課形式，傳輸視頻或是上下行的交互挑戰(zhàn)都比較大，而802.11ax 網(wǎng)絡(luò)將輕松應(yīng)對該場景。
5G 與 Wi-Fi 6(802.11ax)的共存關(guān)系
這不是一個新穎的話題，在 1999 年~2000 年間，就有人提出 2G 將替代 Wi-Fi 的觀點;2008 年~2009 年也出現(xiàn)了 4G 將代替 Wi-Fi 的猜測;現(xiàn)在又有人開始討論 5G 代替 Wi- Fi 的話題了?？墒?，5G 與 Wi-Fi 的應(yīng)用場景模式是不相同的。Wi-Fi 主要用于室內(nèi)環(huán)境， 而 5G 則是一種廣域網(wǎng)技術(shù)，它在室外的應(yīng)用場景更多。所以我們相信 Wi-Fi 和 5G 將長期共存下去。
我們從以下幾個角度進(jìn)一步分析：
流量費用假設(shè) 5G 技術(shù)取代 Wi-Fi，那么就必須推出無限流量的套餐，否則費用會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寬帶的使用的費用，更何況目前寬帶的價格一年比一年低，誰也不會去選擇更貴的 5G。在目前的 4G 時代無限流量的套餐就是個噱頭，三大運營商都紛紛推出過無限流量的套餐，當(dāng)時流量超出套餐的流量之后，網(wǎng)絡(luò)會自動將為 2G 模式，最高速度只有 128Kbps，這個速度看視頻不如看漫畫，因此所謂的無限流量只是個無稽之談。
網(wǎng)絡(luò)覆蓋5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的是超高頻頻譜（5G 網(wǎng)絡(luò)頻段: 24GHz~52GHz；4G 網(wǎng)絡(luò)頻段:
1.8GHz~2.6GHz，不包括 2.4GHz），前面已經(jīng)提到，頻率越高衍射現(xiàn)象越弱，穿越障礙的 能力也就越弱，所以 5G 信號是很容易衰弱的。如果保持 5G 信號的覆蓋需要比 4G 建設(shè)更多的基站。而且由于信號的衰減，如果在大樓的內(nèi)部，隔著幾道墻，信號衰減就更加嚴(yán)重了。 再有個極端的例子就是地下室，Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)可以將路由器通過有線連接放入地下室產(chǎn)生信號， 但是 5G 網(wǎng)絡(luò)是不可能覆蓋到所有大樓的地下室的，單就這一個弊端，5G 也無法取代 Wi- Fi。另外，現(xiàn)在幾乎所有智能設(shè)備都有 Wi-Fi 模塊，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也配備了 Wi-Fi 模塊， 出口只用一個公網(wǎng) IP 地址，局域網(wǎng)內(nèi)部占用大量地址也沒關(guān)系，用戶在自己的 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)
下管理這些設(shè)備都很方便，而用 5G 勢必會占用更多公網(wǎng)的 IP 地址。
網(wǎng)絡(luò)容量帶寬 x 頻譜效率 x 終端數(shù)量 = 總?cè)萘俊?/p>
5G 的優(yōu)點在于它的載波聚合技術(shù)，提升了頻譜利用率，大大提升了網(wǎng)絡(luò)容量。在 3G/4G 時代，當(dāng)用戶在人群密集的場所如地鐵、車站等地方使用手機(jī)上網(wǎng)時，可以明顯感覺到上網(wǎng)延遲變大，網(wǎng)速變慢。而在 5G 時代，隨著網(wǎng)絡(luò)容量大幅提升上述現(xiàn)象帶來的影響明顯降低。也正是這樣的特性，讓人們覺得 5G 網(wǎng)絡(luò)下可以無限量接入，但很多人忽視了一點，那就是隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，入網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量也在大幅提升，如果真的所有的上網(wǎng)設(shè)備都直連區(qū)域內(nèi)的基站，這條 5G 高速路再寬也得堵死??！而要想降低基站塔的負(fù)擔(dān)，就必須依靠Wi-Fi 來做分流。
Wi-Fi 速率高于 5G 速率移動設(shè)備廠商宣傳的 5G 最重要的 3 個特征是高速度、大容量、低時延，其實最新一代的 Wi-Fi 速率比 5G 還要快，最新的 802.11ax（Wi-Fi 6）單流峰值速率 1.2Gbps（5G 網(wǎng)絡(luò)峰值速率 1Gbps），平均來看，Wi-Fi 每升級一代所用的時間大約只是移動網(wǎng)絡(luò)的一半左右，所以從最新的Wi-Fi 6 開始，速率會持續(xù)領(lǐng)先于移動網(wǎng)絡(luò)。
終端類型辦公、物流、商業(yè)、智能家居等各行各業(yè)都在走向無線化，首先要做的就是把設(shè)備、人員、終端等全部聯(lián)網(wǎng)使用。假設(shè) 5G 替代了 Wi-Fi 的存在，那么未來的所有聯(lián)網(wǎng)終端都需要配備一張類似手機(jī) SIM 卡的東西才可以上網(wǎng)。這一個理由也注定了目前在室內(nèi)場景 5G 是不可能取代Wi-Fi 的。類似的設(shè)備還有 VR、游戲機(jī)、電子閱讀器、機(jī)頂盒等等……
移動端電池耗電大家都知道手機(jī)、pad 等移動終端都是用的電池，大家通常都認(rèn)為電池的耐用性與安裝的業(yè)務(wù)，和使用頻率有關(guān)，但人們往往忽略了一點，終端的各種移動信號接入質(zhì)量好與差也與電池耗電量有關(guān)。當(dāng)信號變差時，移動終端為了確保給用戶提供一個良好的體驗，會自動增加發(fā)射功率來提升信號質(zhì)量，這就導(dǎo)致電池耗電量增加。由于 Wi-Fi 的信號源基本是在室內(nèi)范圍，而 5G 信號在室外幾十公里外的基站，這樣就導(dǎo)致移動終端上傳數(shù)據(jù)時，Wi-Fi 的傳送距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 5G 信號。通常情況下 5G 的通信距離是 Wi-Fi 的幾千倍以上，這樣就需要手機(jī)的信號發(fā)射強(qiáng)度大大增加，這就增加了耗電量。曾經(jīng)有人做過實驗，以 4G 為例，使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)半小時，Wi-Fi 會比移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)省 5%的電量。另外，最新一代的 Wi-Fi 6 (802.11ax)支持 TWT 功能，可以在業(yè)務(wù)需要時自動喚醒，在業(yè)務(wù)不適用時自動休眠，進(jìn)一步節(jié)省了電量。
因此，目前所面臨的這些問題使得 5G 還無法徹底取代 Wi-Fi，更多的是與 Wi-Fi 進(jìn)行深度融合，因此使用 Wi-Fi 的企業(yè)和用戶并不用過于慌張。今天的 Wi-Fi 已不再是一個提供無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，更多的應(yīng)該被視為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必備設(shè)施或中央樞紐。例如目前絕大部分的智慧零售、智慧物流、智慧辦公等解決方案的中央樞紐就是 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。
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