字母之別差之千里 淺析下一代無線標準802.11ax
2017-02-13 13:59:03 n在我們平日的路由器評測或導購文章中，都會提到某臺路由支持IEEE 802.11ac。實際上，這是我們在挑選一臺無線路由器時的必看選項，其決定了一臺路由是否滿足現行無線標準以及實際應用的重要指標之一。從最初的802.11a問世，在先后經歷了802.11g、802.11n、802.11ac之后，一個全新的無線標準將帶來飛躍性的進步，那就是802.11ax。
字母之別差之千里 淺析下一代無線標準802.11a
在正式進入主題之前，我們首先要來了一下解何為Wi-Fi標準？實際上，Wi-Fi標準由電氣和電子工程師協會（即IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers）負責制定的，而基于這些標準的硬件則由國際Wi-Fi聯盟組織（即Wi-Fi聯盟，Wi-Fi Alliance，簡稱WFA）進行認證和商標授權。
看到這里，或許大家會問IEEE和WFA又是啥？IEEE是一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協會，是目前全球最大的非營利性專業技術學會，其會員人數超過40萬人，遍布160多個國家。IEEE致力于電氣、電子、計算機工程和與科學有關的領域的開發和研究，在太空、計算機、電信、生物醫學、電力及消費性電子產品等領域已制定了900多個行業標準。IEEE是非盈利機構，活動經費來源主要是會費，總部在美國紐約市。
WFA成立于1999年，前身為推動11b標準的WECA組織，2000年正式改名并開始在全球范圍內開展Wi-Fi產品的認證工作（商圈商標大家很熟悉了：Wi-Fi CERTIFIED）。2013年與無線吉比特聯盟（WiGig）合并。目前，該聯盟成員單位超過200家，其中42%的成員單位來自亞太地區，中國區會員也有5個，總部位于美國德州奧斯汀。
802.11ax是怎么來的？
其實，了解802.11ax最簡單的方法就是將其視為802.11ac的加強版，與802.11ac一樣都工作在5GHz頻段，不同的是802.11ax使用了MU-MIMO技術，將信號在時域、頻域、空域等多個維度上分成四個不同的“信號通道”，每個“信號通道”都能單獨與一臺設備進行通信。如果覺得抽象，大家可將其視作一條高速公路分成四個不同的車道，效率成倍提高。
當然，除了繼承了MU-MIMO技術外，802.11ax的另一個重要革新，就是其引入了OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，既正交頻分多址），能在多個副載波上對數據進行編碼，也就是在相同空間區域內裝入更多的數據，這是下一代高速無線通信網絡的核心技術。
此外，802.11ax備受關注的原因，還在于其在顯著提高吞吐量的同時，還有效改善了行動裝置的電源利用率。不僅僅是理論值，使用者在例如人口稠密的場所、室內與戶外等存在干擾源的實際環境中，也可以達到提升吞吐量的作用。
新技術帶來新挑戰
802.11ax在采用新技術的同時，也大大提升了設計的復雜程度，還要面對新的測試挑戰。例如新增了多重使用者（MU）傳輸的測試項目。要知道，MU傳輸是802.11ax最重要的新功能之一，藉由提供傳輸準確性和同步STA，來強化有效運作。因此，各種支援MU傳輸的全新測試要求紛紛出籠。
此外，還要克服許多設計挑戰。例如建立室內與戶外通道模型，802.11ax的目標是在室內和戶外操作時提升每一站的吞吐量。相較于室內通道，戶外通道常具有較大的延遲擴展和通道時間變化。因此，業界選用3GPP ITU-R Urban Micro（UMi）及Urban Macro（UMa）通道模型作為802.11ax戶外空間通道模型的基準。當然，需要進行適當的改善以適用于新規格。
不可否認，每當有新技術出現時，都會面臨前所未有的新挑戰，當然也會隨之出現相應的解決方案。為了獲得更快速與更穩定的Wi-Fi網絡，802.11ax標準有望改善終端用戶的使用經驗，特別是達成密集部署的目標。未來已來，讓我們共同拭目以待。
