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Wi-Fi 联盟在今年的9月份正式发布了 Wi-Fi 6 的认证计划，这标志着 Wi-Fi 在无线连接业务方面的新发展。在中国，Wi-Fi 6 认证的第一场工作及研讨会议于昨天（11月19日）在深圳大学举行。这标志着 Wi-Fi 6 的认证工作在中国地区正式开始。
作为 Wi-Fi 联盟（Wi-Fi Alliance）的成员之一，是德科技应邀参加了此次工作及研讨会议。另外一场工作会议将于明天（11月21日）在北京石景山区国家无委举行。
Wi-Fi 6，其实是 Wi-Fi 联盟给 IEEE Std. P802.11ax 起的新名字。众所周知，以前我们的 Wi-Fi 都是叫作 802.11a/b/n/g/ac/ax 或用于车联网的 802.11p 之类的名字。这种命名方式别说是老百姓，就是一些专业的技术人员也容易搞混，不知道谁先谁后。
举例而言，802.11a其实是在802.11b之后发布的，若仅按字母排序理解记忆，任谁都会误以为是802.11a正式发布在先。老百姓在买各种 Wi-Fi 设备的时候不知道应该买哪个，连哪个技术更先进一些也不清楚。
这种命名的方式远没有像 iPhone 5、iPhone 6 或 Mate 20、Mate 30 这样的产品命名方式让人容易理解。所以，从2018年的 802.11ax 开始，Wi-Fi 联盟决定以数字顺序的方式对各 Wi-Fi 标准进行命名。802.11ax 因为是排行“老六”，所以改为 Wi-Fi 6 ，相应的Logo也作了改变。
这里需要说明的是：
Wi-Fi 联盟并没有特别的声明802.11b，802.11a和802.11g是 Wi-Fi 1，Wi-Fi 2 和 Wi-Fi 3，上图只是为了帮助大家容易记住相应的对应关系。
Wi-Fi 6 也就是802.11ax标准的制定工作从2014年发布11ac，也就是 Wi-Fi 5 后就开始了，到了2018年基本上已经完成了大部分工作，到2019年1月份完成了第四版，即Draft4.0，现在仍然是 review 阶段，计划于2020年6月份的时候正式发布。
业界认为，在2019年1月份的时候，Wi-Fi 6 已经算是发布了，因为后续的工作主要是各种 review 和投票，技术上已经是不会改变啦。其实早在三年前，一些芯片厂商已经开始了 Wi-Fi 6 的芯片的研发工作，是德科技与芯片厂商一起合作推出了802.11ax即 Wi-Fi 6 的测试方案。目前在市场上也有了支持 Wi-Fi 6 的手机和路由器。
除了现在比较火的 Wi-Fi 6 之外，另外一些 Wi-Fi 的标准也正在制定和完善之中，如802.11ay 和 802.11be， 有些相关的芯片也在开发之中。如何命名802.11ay和802.11be，会是「Wi-Fi 7」和「Wi-Fi 8」吗？我们试目以待。
同各兄长版本相比，Wi-Fi 6 有哪些新技术呢？其实对比近些年的通信标准，NB-IoT也好，LoRa也好，或者是 Wi-Fi 6，这些通信行业的关注重点一直是物联网方面的应用 。Wi-Fi 6 新接入标准也主要在考虑密集终端、低功耗和大带宽接入上作文章。
下面的表格给出了“四哥”(Wi-Fi 4-802.11n)，“五哥”(Wi-Fi 5-802.11ac) 和 “六弟”(Wi-Fi 6-802.11ax) 之间的差别。
Wi-Fi 4、Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 技术比较表
从表中可以看出，Wi-Fi 6 主要采用了以下更高阶的调制方式，支持上行的多用户MIMO技术，高级的省电模式技术和OFDMA多址复用技术。下面重点加以介绍。
OFDM 波形通常采用 QAM（正交幅度调制）作为调制方式，Wi-Fi 5 采用的是256阶的调制方式，而 Wi-Fi 6 则采用了1024阶的 QAM 调制。每个符号传输8个比特变成了每个符号可以传输10个比特，这是数据吞吐量提高的直接原因，峰值速率从 Wi-Fi 5 的 6.9G 达到 Wi-Fi 6 的 9.6G。
同时 Wi-Fi 6 可以支持8×8的 MIMO，当然目前手机并不支持这么高的 MIMO 层数，因为天线放不下。所以目前 Wi-Fi 6 的最高理论速度大约是：
- 2.4Gbps (4×4 MIMO@80MHz)
-
-
4.8Gbps (4×4 MIMO@160MHz)
-
9.6Gbps (8×8 MIMO@160MHz)
但是目前的很多路由器只有2根天线，最多4根天线，所以峰值速率只能到 4.8G。
256QAM->1024QAM 调制星座图的比较
在以往的 Wi-Fi 协议中，比如802.11ac对多个无线接入用户采用空间分隔 （MU-MIMO）或者时间分隔（轮流传输/EDCA）的方式支持，而 OFDMA 增加了另外一种多用户资源分配方式，也就是频分复用方式。
这样原本 Wi-Fi 5 中的最小资源单元只是时间帧，现在变成了一种类似LTE中的时/频资源块，可以支持更加细粒度的无线资源分配，比如把不同的资源块分配给不同用户。
这样的优势是在同一时间间隔内，可以允许发送多个用户数据，如下图（坐标横轴为时间）。这种技术同样用在 Wimax，第4代通信系统 LTE 以及 5G NR 中。
OFDM和OFDMA比较
基于OFDMA的机制，整个带宽被分成了不同大小的资源块(RU)，每个RU大约占用2MHz的带宽。不同数量的RU(基于用户的数传输需求) 可以分别分配给不同的用户，在20M带宽里，可以同时最多有9个用户。
这样带宽得到了最大程度的利用，同时减少了每个用户通信的时延，平均网络时延从 30ms 降到了 20ms。每个RU块可以包含26, 52, 106, 242, 484, 996 或 2×996 个子载波。
Wi-Fi 5 包括以前的标准，使用载波感知的方式，STA在传输数据之前，需要去检查目前信道上是否有数据传输，如果检测到有数据传输，则需要等待一段时间，然后继续重复上面的过程，直到信道空闲，才开始发送数据。
在有多个用户共享网络的情况下，这种机制效率很低，而且增加了系统的干扰。Wi-Fi 6 使用了 TWT技术（Target Wake Time） ，这是一种设备资源调度方式。
它允许设备和接入节点之间协商自己在进入休眠之后什么时候被唤醒，而不是从前的随机接入网络，支持 Wi-Fi 6 的接入点可以把客户端设备分组到不同的TWT周期，从而分组定时唤醒，这样既有助于减少信道争用设备的数量，也为使用电池驱动的设备延长了电池续航的时间。
TWT机制示意图
相对于 Wi-Fi 5 只有5G的频段外，Wi-Fi 6 使用了2.4G，5G两个频段，IEEE还定义了6G频段，频率可扩展至7.125GHz。这样 Wi-Fi 6 就可以工作在3个频段上。
除此之外，相对于 Wi-Fi 5，Wi-Fi 6 增加了FFT长度，降低了子载波间隔，从Wi-Fi 5 的312.5kHz降到了78.125kHz，这大大增加了频谱的利用率。
另一方面，Wi-Fi 6 使用更长的信号长度，从3.2uS增加到12.8uS，加大了信号的时间间隔，改善了网络性能和抗衰落的能力，这使得 Wi-Fi 6 可以应用在室外的某些地方。
除了以上的这些改变，Wi-Fi 6 还使用了空间重用(Spatial Reuse) 和设备染色标识(BSS) 技术。
Wi-Fi 应用越来越广泛，中大范围的场景覆盖（比如机场）正在成为棘手的问题。这种中大型场景中，很常见的情况是一个手机同时受到两个不同无线接入点信号，但是属于同一个无线局域网络（同BSS/SSID）。
针对这种情况，Wi-Fi 6 提供一种BSS染色机制，如果手机收到的信号来自同频段的相同无线局域网络（比如来自两个中继器），那么手机会及时识别干扰信号并调高识别门限，及时停止接收来避免干扰。
2019年可以说是中国5G的商用元年，早在6月份各大运营商便都获得了牌照。目前，5G的下载速度在1Gbps和10Gbp之间，而 Wi-Fi 6 的速度上限是9.6G；5G的通信延迟可以到1个ms， 而 Wi-Fi 6 的平均通信延迟在20ms。
尽管 Wi-Fi 6 的技术先进，但是相对于5G，好像也没什么优势，于是有人慨叹，Wi-Fi 6 是“生不逢时”，担心 Wi-Fi 6 活不过5G时代。
果真如此吗？下面的图来自于 Qorvo 公司5G和 Wi-Fi 技术白皮书，略有改动，大致描述了 Wi-Fi 6 和5G之间的差别。
Wi-Fi 6 和 5G 对比 (源于 Qorvo 技术白皮书，有修改)
在5G网络快速发展的情况下，Wi-Fi 6 似乎有些低调。尽管 Wi-Fi 6 的速率并不比5G快，但是， Wi-Fi 6 关注的重点并不是单设备的峰值速率。Wi-Fi 6 更关注的是密集用户场景下的平均吞吐率，关注的是应用和用户体验。
Wi-Fi 6 是史上速率最快，也是最灵活通用的 Wi-Fi 技术。众所周知，5G有eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(超高可靠超低时延通信)三大场景，面向未来4K/8K、VR/AR等高带宽视频业务和万物互联，而 Wi-Fi 6 的方向与 5G 是一致的。但是5G更强调的是个人的通信能力的提高，而Wi-Fi 6 关注得更多的，则是在一个非常多的用户场景里平均每个人的通信能力。
两种技术的使用场景不同
在相当长的一段时间内， Wi-Fi 6 还是主要应用于室内场合（尽管 Wi-Fi 6 对室外应用作了技术上的优化）；而5G主要应用于室外的移动场合。结合目前家庭里面的使用情况，最多的还是光宽带加无线路由器的情况。在相当长的一段时间内，这种应用方式是不会改变的。
两种技术使用的成本不同
除了物理上的频段不同外，由于 Wi-Fi 6 使用免费频段而5G是使用授权频段，所以 Wi-Fi 6 的使用成本要比5G便宜，网络建成后不需要向运营商支付费用。
尤其是在室内娱乐影音的消费方面，Wi-Fi 6 在使用成本上具有绝对的优势。当然 Wi-Fi 6 的应用要想大范围普及，还需要有更多的设备支持这个标准，这就需要提到了「Wi-Fi 6 认证」。
Wi-Fi 联盟是一个非营利性行业组织，不过它拥有 Wi-Fi 的商标，主要负责 Wi-Fi 认证和授权，当然也会参与802.11系列标准制定。通过 Wi-Fi 6 产品验证的设备可以在设备上加上 Wi-Fi 6 认证标签，如下图，这就表明该设备是支持 Wi-Fi 6 技术啦。
从技术上讲，由于 Wi-Fi 6 使用了许多新的技术和机制，所以必须加以测试，确保设备能够正常安全的使用。
Wi-Fi 6 商标和802.11ax标准的关系，实际上因为IEEE TGax工作组和 Wi-Fi 联盟的成员企业很大程度上是重合的，所以简单的讲，Wi-Fi 6 验证通过就等于设备支持了802.11ax技术和功能。
概括起来，Wi-Fi 6 的认证主要测试以下方面：
1. 正交频分多址OFDMA
2. 多用户MIMO， 即MU-MIMO
3. 目标唤醒时间 TWT，
4. 1024阶正交幅度调制，即1024QAM
5. WPA3介入安全机制
想知道这些测试有哪些挑战，可以参考是德科技的《Wi-Fi 6 的新技术和测试的挑战》，点击文章底部按钮，即可下载完整版白皮书资料。
慧联谷
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