WiFi6及其核心技术

WiFi6有什么优势？

那么问题来了

怎样才能得此神器？

如果你认为WIFI6只是速度更快了，体验更好了，用起来更省电了，那你很可能低估了它，当下，业界一直认为WIFI6会成为物联网连接的首选。

WiFi 6核心技术

WiFi 6与前面几代无线技术不同的地方在于引进或者升级了两大技术，MU-MIMO（Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output，多用户-多输入多输出）和OFDMA(正交频分多址技术)。

MU-MIMO

如今，每个家庭需要连接Wi-Fi的设备越来越多，在同一个Wi-Fi网络内，在电视上看个高清电影很可能会让正在看直播的手机卡顿。在饭店吃饭时，Wi-Fi信号明明满格，但网速慢到难以忍受。这是为什么呢？

原因很简单：根据802.11ac标准，AP（路由器、热点）一次只能和一个终端通讯。在同一时刻，如果大量设备接入到同一个Wi-Fi网络，网络就会变慢变卡，就好比100辆车同一时间挤在一条马路上行驶，开得动？

有什么办法可以改变这个问题呢？答案是MU-MIMO。

引入MU-MIMO技术就可以改变Wi-Fi网络的运行方式，改善网络资源利用率，显著提高网络总吞吐量和总容量，将终端上网速度大幅提升。

MU-MIMO是指在无线通信系统里，一个基站同时服务于多个移动终端，基站之间充分利用天线的空域资源与多个用户同时进行通信。

WiFi 5在下行用了MU-MIMO技术，WiFi 6则延续了WiFi 5所带来的MU-MIMO(多用户多输入多输出系统),但WiFi 6支持完整版的MU-MIMO技术,支持上下行,可以一次同时支撑8个终端设备上行/下行传输更多数据,是WiFi 5的两倍。

WiFi 6让路由器利用多天线同时跟多个终端设备进行沟通，做到“一心多用”。比起过去只能单天线单设备同时通信的设计，MU-MIMO更能胜任提升网络速率，连接更多设备的需求。

OFDMA

与WiFi 5采用OFDM（正交频分复用技术）技术不同，WiFi6借用了蜂窝网络采用的OFDMA，多个终端可同时并行传输，不必排队等待、相互竞争，从而提升效率和降低时延。举个例子,原来一个时间段只能有一个载波去传输一个数据包,采用OFDMA后就相当于在一个时间段可以有多个载波同时传输多个数据包。

虽然OFDMA和MU-MIMO都是允许多个设备同时传输的技术，但它们却截然不同。OFDMA可以在低吞吐量或小包应用（如物联网传感器）的高密度环境中提供帮助，而MU-MIMO可以帮助实现高吞吐量应用。OFDMA技术是对MU-MIMO的补充。

OFDMA和MU-MIMO作为WiFi 6的核心技术，通过分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术，带来了网络性能与速度的极大提升，全面优化用户体验，重新定义了WiFi的速度与激情。

WiFi 6在物联网中的优势体现

1.扫描连接

任何物联网网络的第一阶段都是设备和传感器的实际部署。即使这看起来不像技术问题，但仍需要针对该问题提出技术解决方案。虽然不是WiFi 6规范的一部分，但无线宽带联盟实际上已经推出了一项规范--WiFi Easyconnect--它简化了设备到网络的接入和配置。当要求部署100或1000个连接设备时，这是一个关键方面。虽然该标准独立于WiFi 6规范，但一旦WiFi型号开始进入市场，它预计会变得流行。

2.目标唤醒时间 (Target wakeup Time)

大量的物联网设备将由电池供电，并且需要在现场运行多年。为此，有必要激活每种节能方法。目标唤醒时间（TWT）允许设备告知AP何时接下来预期通信会在何时发生，然后进入休眠状态，从而节省整个时间段的功率。鉴于IoT设备可能需要每隔几秒/几分钟/几小时或几天仅传输几个字节的数据，因此将设备保持在睡眠模式将节省大量的电池电量。因此，TWT是物联网设备的一个非常重要的功能。TWT是WiFi 6规范的一部分，已经在市场上推出。

3. 2.4 GHz支持

802.11ac的一个主要缺点是它不支持2.4 GHz频段。鉴于物联网设备的关键要求是低成本，低功耗和更高的范围，2.4 GHz频段在这些情况下将是理想的。在WiFi6中，这个空白也支持2.4 GHz频段。使用较低频率选项，设备可以将更多功率集中在窄带上，从而减少总功耗并节省电池电量。2.4 GHz频段电子设备的制造成本也更低，从而降低了总体成本。

4.子信道化(Sub channelization)

这是WiFi6的关键物联网友好功能之一。由于OFDMA的支持，每个客户端只需至少在2 MHz子信道上进行传输。每个子信道的最大吞吐量为384 kbps。对于大多数物联网流量来说，这是足够的带宽。这也确保了发射功率可以集中在窄带上 - 节省功率和增加范围。

5.连接数

来自领先供应商的WiFi6芯片组最多可支持1024个客户端。对于具有低带宽，低成本和高可用性的密集部署，WiFi 6将会是理想的。因此，对于在相对较小的区域（10到100平方米）内分布10到100个设备的情况，WiFi仍然是最具成本效益的连接选项。

6. WPA3

在过去几年中，物联网设备已成为攻击的主要来源。任何提高与此类设备之间通信安全性的举措都将降低所带来的风险。WPA3是与WiFI 6一起推出以解决安全问题的关键要素之一。它解决了WPA2框架中的许多漏洞，并使端到端通信不易受到攻击。此外，OWE（机会无线加密 Opportunistic Wireless Encryption）使开放 - 非密码保护 - 通信更加安全。

7.上行OFDMA

OFDMA允许多个设备同时访问介质。当有几百个设备在几分钟内发送时，让它们最早回到空闲状态的关键因素是时间和节能。鉴于在较少数量的客户端（少于10个）上WiFi网络的延迟相对较低，OFDMA允许更多客户端同时传输近实时数据并打开许多新用例。

8.定价

传统上，WiFi芯片组比同等代移动模块便宜得多（便宜一个数量级）。与移动设备相比，降低与认证相关的成本，不需要与运营商网络的互操作性以及更多的供应商都将降低提供基于WiFi的设备的总成本。使用WiFi的设备数量也远远大于移动设备，这一因素也有助于降低成本。较低的成本将使WiFi成为物联网设备的理想技术 - 特别是那些需要在密集环境中部署的技术。

WiFi 6和5G

WiFi 6和5G对比怎么样呢？

5Ｇ是蜂窝数字移动通信技术，既可用于广域高速移动通信，又可用于室内无线上网，具有传输速率高、时延小、并发能力强等优点，但系统复杂、成本高。WiFi 6是无线接入技术，主要用于室内无线终端上网，具有传输速率高、系统简单、成本低等优点，但不适用于高速移动通信。5G和WiFi 6具有以下特点：

（1）5G上行峰值传输速率达10Ｇbit/s，下行峰值传输速率达20Ｇbit/s。WiFi 6在80MHz带宽下，单条空间流的峰值速率为600Ｍbit/s，在带宽为160MHz、８条空间流的情况下，峰值速率达9.6Ｇbit/s。

（2）5G在eMBB场景下时延小于4ｍs，在uRLLC场景下时延小于1ｍs。WiFi 6平均时延为20ｍs，远高于5G的时延。因此，在时延方面，5G优于WiFi 6。

（3）5G移动性强，跨区连接速度快，可实现跨区网络无缝切换。WiFi 6跨区建立连接较慢。

（4）5G系统复杂、成本高，WiFi 6系统简单、成本低。因此，在系统建设投入方面，WiFi 6优于5Ｇ。

结 语

2020年是5G商用元年，5G理论速度达到了10Gbps，上一代WiFi在网速、连接设备数等都被5G完爆。WiFi是否会被5G取代？大家估计都没有底。直到WiFi 6出来，大家才知道5G遇到对手了。

但是5G和WiFi 6是对手吗？笔者认为不是。

5G网络和WiFi 6都各有自己的使用场景和对象，网络使用选择取决于用户，随着技术的发展，5G和WiFi 6会相互配合，在不同场景下，发挥各自优势，满足最终用户的需求。