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8秒下完10GB!第六代无线网络标准802.11ax技术详解

2018-11-07

802.11协议组是国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准,而802.11ax是这个标准的最新修订版本。当然,你可以把它看作是802.11ac的接班人。


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802.11ax具备的MU-MIMO、OFDMA、多用户上链作业、1024-QAM、空间复用等新技术,使得其在高密场景更具明显优势。


新技术1  MU-MIMO技术

MU-MIMO相信大家都不陌生,在802.11ac时,引入了DL MU-MIMO,802.11ac标准引入了4x4下行链路MU-MIMO,其中AP同时向多达四个STA发送独立数据流。


而802.11ax将下行链路MU-MIMO支持的最大用户数扩展到8个,还增加了对8x8上行链路MU-MIMO的支持,允许多达8个STA通过相同的频率资源同时传输到单个AP。结果是,与802.11ac相比,下行链路容量增加了2倍,上行链路容量增加了8倍。


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新技术2  OFDMA技术

除此之外,802.11ax还有一个极为重要的革新,它引入了OFDMA,即正交频分多址,这是下一代高速无线通信网络的核心技术。OFDMA是一种全新的信号调制编码算法,它能把一个信号通道分成数十甚至数百个更小的正交子信道,然后将这些子信道紧密叠加在一起,再分配给不同用户,同样时间内传输数据的效率就大大提高了。

 

同样的频谱下,OFDM技术能把通信效率提升10倍,理论上带宽也能提升10倍。考虑到干扰、调制解调本身的资源开销,效率提升4-5倍是一个更加现实的数字。


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新技术3  多用户上链作业

 在802.11ax中,MU-MIMO和OFDMA技术可以分别使用。在多用户作业模式中,标准会根据情况指定两种方式,来为特定区域内更多用户进行多任务操作:即多用户多入多出(MU-MIMO)或正交频分复用多址接入 (OFDMA)。

 

无论为上述何种方式,无线接入点都会充当多用户作业的中央控制器,这点与LTE基站用来控制多用户多任务的方式相似。 

 

新技术4  1024-QAM

 802.11ax之后引入了更高阶的编码——2的10次方,1024-QAM,一个符号可以携带10个bit的数据。带来的明显变化是:1条空间流80M带宽的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps,理论最大关联速率(160M带宽,8条空间流)从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

 

新技术5  Spatial Reuse(空间重用)

为了在密集部署方案中提高系统级性能和频谱资源的有效使用,802.11ax标准实现了空间重用技术。 STA可以识别来自重叠基本服务集(BSS)的信号,并基于该信息做出关于介质争用和干扰管理的决定。


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802.11AX的优势在哪些应用场景中凸显

▼企业级场景核心应用。目前,企业级应用基本把所有的关键业务都搬到了Wi-Fi网络,有线网络连接已经很少见了。无论是终端的设备接到云端,还是应用于教育领域的电子课室都是在Wi-Fi网络上实现的。11ax使这些服务比以前的可靠度更高,支持的客户端数量也更大。


比如说电子教室,以前如果是100多位学生的大课授课形式,传输视频或是上下行的交互挑战都比较大,11ax会使应用场景的可靠度和使用效果有很好的提升。

 

▼典型高密高速率场景。不仅如此, 802.11ax还有望进一步拓展Wi-Fi市场规模特别是在公共场所、等用户密度较高的区域内铺开,以及各种高带宽无线业务的承载使用,如4K/8K视频、VR、AR等业务。


802.11ax充分利用现有的频段资源,有效的提高数据传输速率,将来如果结合5G网络,将会给用户带来更好的无线网络环境,尤其适用于高密场景。目前,802.11ax标准尚处于Draft1.0阶段,离最后标准落实还有一段距离,让我们拭目以待!

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