802.11ax让Wi-Fi“高速公路”与“塞车”说拜拜

设想以下场景：当你参加某场规模巨大的发布会时，一个激动人心的新闻点突然出现，于是你闪了许多照准备发到朋友圈。可惜几乎所有人同时都在这样做，一时间会场的Wi-Fi网络变得比牛车还慢。不得已，你只好断开免费的Wi-Fi链接，改用付费的4G流量，即使那些照片的总大小可能高达上百M——实在没时间等Wi-Fi网速回复正常水平了，毕竟再磨蹭一会儿，新闻可就变旧闻喽。

为什么Wi-Fi一到重要时刻就会掉链子“塞车”？因为这是802.11ac特性使然。802.11ac当然提供了非常快速的链接，但这一性能通常对低密度用户环境比较有效，在用户非常密集的环境中，802.11ac能够提供的实际数据吞吐量就会显著降低。因此，新一代的Wi-Fi标准802.11ax标准做出了改变，其目的就是要提高拥挤网络空间中的数据吞吐量。那么802.11ax为提高数据吞吐量究竟做出了哪些重要改变，在提高拥挤网络空间中的数据吞吐量的同时，还使得传输速率比上一代Wi-Fi标准提升了四倍之多呢？

高效PHY机制

新的Wi-Fi规范为802.11ax的物理层带来了重大变化。但该规范仍可向后兼容802.11a/b/g/n和/ac设备，因此802.11ax STA可以与传统STA相互发送或接收数据。802.11ax STA传输时，这些传统客户还能够解调和解码802.11 ax数据包（但并非整个802.11ax数据包）报头和退避。

802.11ax标准将对2.4GHz和5GHz带宽进行规范。此标准明确定义了四倍大的FFT，乘以副载波的数量。但是，802.11ax标准提供的一个重要变化是副载波间隔减少到此前802.11修订版中副载波间隔的四分之一，同时保留了现有的信道带宽。

OFDM（正交频分多路复用）符号持续时间和循环前缀也增长了四倍，原始链接数据率保持与802.11ac相同，但提高了在室内/户外及混合环境下的效率和稳健性。但此标准的确规定了室内环境下的1024-QAM和更低的循环前缀比率，这将提升最大数据速率。

多用户作业：MU-MIMO和OFDMA

802.11ax标准具备两种作业模式，分别为单用户模式与多用户模式。

单用户：在这个序列模式下，无线工作站（STA）在获得媒体访问权后一次发送并接收一个数据。

多用户：此模式允许多个非接入点STA的同时操作。该标准进一步将此模式分为下行和上行多用户模式。下行多用户模式是指接入点同时为多个相关无线STA提供的数据，现行802.11ac标准也包含此功能；上行多用户模式是指数据从多个STA到AP的同步传输，这是802.11ax标准的新增功能，以往任何版本的Wi-Fi标准皆不具备这项功能。

在多用户操作模式下，802.11ax还规定了两种能够在一定区域内多路传输更多用户的方式：多用户MIMO和正交频分多址（OFDMA）。在这两种方法中，AP作为中央控制器控制多用户操作的各个方面，这与LTE蜂窝基站控制多个用户的多路复用相似。802.11ax AP还可将MU-MIMO与OFDMA操作结合起来。

MU-MIMO

802.11ax设备借鉴了802.11ac的执行经验，将使用波束成形技术同步将数据包发送至不同空间的用户。换言之，AP会计算每个用户的信道矩阵，并同时将波束导向不同的用户——每路波束包含针对其目标用户的特定数据包。802.11ax一次可支持8个多用户MIMO传输包的发送，而802.11ac一次只可支持4个MIMO数据包。而且，每次MU-MIMO传输都可能有自己的调制和解码集（MCS）和不同数量的空间串流。

OFDMA

802.11ax所采用的在相同信道带宽中服务更多用户的另一执行技术是OFDMA。基于802.11ac已经使用的现有正交频分多路复用（OFDM）数字调制方案，802.11ax标准进一步将特定的副载波集分配给个体用户，即它将现有的802.11信道（20、40、80和160MHz频宽）分为带有预定义数量的副载波的更小子信道。802.11ax标准将最小子信道称为资源单元（RU），最少包含26个副载波。AP依据多个用户的通信需求决定如何分配信道，始终在下行方向分配所有可用的资源单元。它可能一次将整个信道仅分配给一个用户——与802.11ac当前功能相同——或者它可能对其进行分区，以便同时服务多个用户。

在密集用户环境下，许多用户通常无力争夺信道的使用机会，现在正交频分多址使用更小巧——但更具专用性的子信道同时服务多个用户，因此提升了每个用户的平均数据吞吐量。802.11ax系统可能通过不同的资源单元规模实现信道的多路复用。对于每一20MHz带宽，信道的最小部分可容纳9个用户。

Qorvo最新Wi-Fi解决方案为802.11ax奠定基础

802.11ax标准将在不同的频率网络中提供大幅提升的容量，进而转化为更多的数据、更多的设备和更多的服务。去年ABI Research预测，到2021年，802.11ax将占到预计出货的210亿个Wi-Fi芯片组的近60％。

为满足802.11ax日益升高的市场需求，Qorvo最近推出的Wi-Fi FEM系列凭借其对802.11ac和Wave 2 1024QAM的支持，为802.11ax奠定了基础。该系列中的5GHz FEM每条数据流的吞吐量超过1.2 Gbps（最多8条数据流），是目前可实现的最高数据速率。这些功能满足了802.11ax的基本要求，例如多用户多输入/多输出（MU-MIMO）、扩展的范围和高吞吐量，以及容量更密集的正交频分多址（OFDMA）调制。

值得一提的是，在最新Wi-Fi解决方案中，Qorvo的BAW技术解决了散热问题，提高了谐波合规性和带缘性能，支持在整个分配频谱范围内进行广泛的功率传输，为Wi-Fi应用实现了最大范围和可靠吞吐量。