探索802.11ax

802.11ax承诺在真实条件下改善峰值性能和最差情况。

如何改善今天的Wi-Fi？

在决定如何改进当前版本以外的Wi-Fi时，802.11ac，IEEE和Wi-Fi联盟调查了Wi-Fi部署和行为，以确定更广泛使用的障碍以及用户社区之间不满的原因。结论是更多地关注“典型”现场条件下的性能，与之前在“优秀”现场条件下提高峰值数据速率的升级不同。使用802.11ax，在真实条件下的峰值性能在平均和最差情况下都将有所改善。

重叠覆盖范围

多年来，现实世界的状况发生了变化，这在很大程度上归功于Wi-Fi的非凡成功。接入点无处不在，室内和室外。在许多地区，拥堵已经成为一个严重的问题。
一些最拥挤的地区是繁忙的机场和火车站，多住宅公寓楼以及学校和大学环境。所有这些区域的特征在于来自接入点的重叠覆盖，无论是在同一网络中管理还是未协调，为许多数据饥渴的客户端设备提供服务。
为了推进Wi-Fi并满足用户期望，IEEE和Wi-Fi联盟着手提高每个人的性能，特别是在覆盖范围重叠的领域。

物联网要求

手机和PC的互联网服务并不是Wi-Fi的唯一用途。越来越多的物联网（IoT）传感器在许多地方使用Wi-Fi进行连接，但是一些限制限制了它的采用。为了推动市场发展，802.11ax的新功能可以有效分配低数据速率连接，提高物联网传感器电池寿命，并扩展Wi-Fi信号范围。
无线互联网服务提供商（WISP）也使用Wi-Fi进行室外点对点链路，而802.11ax的新功能将扩展范围，提高数据速率并减少干扰影响。

802.11ax主要特性

IEEE 802.11ax标准中有50多种功能，但并非所有功能都经过认证并可以上市。以下是预期商业功能（包括wave 1和wave 2功能）的高级摘要。
下行链路和上行链路OFDMA：正交频分多址（OFDMA）提高了用户数据速率并减少了延迟，特别是对于大量具有短帧或低数据速率要求的设备，如物联网设备。它是一种多用户能力，其中传输可以在频域中划分，其中不同的子载波组携带用于不同目的地的帧。在存在许多设备，短帧或低数据速率流的情况下，OFDMA在提高网络容量方面特别有效。上行链路和下行链路OFDMA都是Wi-Fi Alliance 11ax认证的强制要求。
下行链路和上行链路多用户MIMO： 多用户多输入多输出（MU MIMO）是第二种多用户功能，最初在802.11ac中用于下行链路流量。它通过允许多个设备同时传输，利用多径空间信道来提高网络容量。802.11ax通过增加下行链路多用户MIMO组的大小来改进802.11ac，从而实现更高效的操作。在11ax认证的第2波期间将添加上行链路多用户MIMO。
发射波束成形：在该现有特征中，接入点使用若干发射天线在接收机的天线上着陆局部最大信号。它提高了数据速率并扩展了范围。虽然802.11ac接入点最多可集成4个天线（尽管规格允许更多），但预计2019年将发布8个天线的802.11ax接入点。
高阶调制：最高调制级别从256-QAM扩展到1024-QAM。这在良好条件下（高SNR）提高了数据速率，并带来了更好的用户体验。与802.11ac相比，峰值速率提高了25％。
OFDM符号：正交频分复用（OFDM）符号是802.11的RF构建块。由于技术原因，子载波间隔，符号持续时间和FFT大小都在802.11ax中改变，以允许小OFDMA子信道的有效操作。这对于OFDMA操作是必要的，并且它减少了每符号开销并增加了网络容量。
户外操作：许多功能改善了户外性能。最重要的是一种新的数据包格式，其中现在重复最敏感的字段以获得稳健性。其他功能包括更长的保护间隔和引入冗余以允许错误恢复的模式。
降低功耗：现有省电模式辅以新机制，允许更长的睡眠间隔和预定的唤醒时间，以降低客户端设备的功耗。此外，对于物联网设备，仅20MHz通道模式允许更简单，功耗更低的芯片，仅支持该模式。
空间重用：当争用传输机会时，允许设备在远程传输的顶部进行传输，这之前已经迫使它等待。这通过允许在给定地理区域中的更多同时传输来增加网络容量。
未来几年对Wi-Fi和挑战有很大希望。Wi-Fi必须继续提高性能，克服自身成功带来的无许可频段拥塞，并尽可能吸引物联网开发人员。业界正在通过802.11ax满足这些需求。新标准将推动Wi-Fi到2024年和下一次802.11 PHY修正。