WIFI6技术概述

2018年10月4日，Wi-Fi联盟正式宣布将下一代Wi-Fi技术80211ax更名为Wi-Fi 6，并将前两代技术80211n和80211ac分别更名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

Wi-Fi 6相比起Wi-Fi 4/5来说不只是速率变得更快了，同时也针对不同场景和相关技术做了很多升级和优化，下面将从技术方面，看看WIFI6带来的新变化。

从WIFI标准的发展历程中不难发现，WIFI标准，最大的提升是数据传输速率，通过更高调制方式，更大的频宽，来实现更高的传输速率。但是实际的无线场景使用中，用户对于无线的需求是多样的，有的场景需要低延时，对带宽的要求可能并不高，有的场景则需要高带宽，对延时不敏感。因为接入无线的设备多样，场景复杂。在制订无线标准，设计无线网络的时候，需要关注的点比较多，要结合需求和场景，真正的为无线用户带来良好的体验。

WIFI6在调制，编码，多用户并发等方面进行了技术改进和优化，与速度提升相比，更关注因应用，用户体验，无线环境的整体优化。更贴合于现阶段多Wi-Fi终端、多应用普及的场景。现阶段各类终端和应用繁多，如视频类应用、即时通讯类应用等，因此无线场景中多并发、短报文的情况越来越多，早期的Wi-Fi协议应对这种情景并无技术优势，而Wi-Fi 6针对这些场景做了大量的改进和优化，能大幅度的提升大家的无线体验。

Wi-Fi 6作为致力提升无线使用效率和用户真实体验的标准，定义了很多和以往协议截然不同的技术规格。例如更高的调制阶数（1024-QAM）、更窄的子载波间隔、上下行OFDMA技术、上下行MU-MIMO技术（其中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5时引入）、空间复用技术等。

这些特性在24G和5G网络下均未享受到。WIFI5的特性仅支持5G。WIFI4的特性支持24G和5G。

WIFI6的最高理论速度是96Gpbs。WIFI5是69Gbps，单条空间流80MHz下的速度从433Mbps提高到6004Mbps

1024-QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制），这是一种调制方式，所谓调制就是将电信号转换为无线电波的过程，反之则称为解调，调制方式越高阶，转换过程中数据密度就越高。

QAM编码是采用二维（点阵）调制方式，实际应用中QAM数值是2的N次方。比如说64-QAM，64是2的6次方，一次就可以传输6个bit的数据；Wi-Fi 5支持的最高调制是256-QAM，因此Wi-Fi 5一次可以携带8个bit的数据信息，Wi-Fi 6支持的最高调制是1024-QAM，Wi-Fi 6一次可以携带10bit，通过使用1024-QAM，让Wi-Fi 6的物理层协商速率提升了25%。

Wi-Fi 6对子载波间隔进行了重新设计，将子载波间隔从Wi-Fi 5的3125kHz，变成78125kHz，即相同信道带宽带(MHz)的情况下，Wi-Fi 6的子载波数量是Wi-Fi5的4倍。

由于更窄子载波间隔的引入，也让单帧容量增至原来的四倍（即256个子载波/20MHz），单帧发送时长自然也是Wi-Fi 4/5（32微秒）的四倍（128微秒），但帧间隔仅为原来的两倍（08微秒），即每一帧的传输周期是136微秒。综合起来，帧间隔时间开销从Wi-Fi 4/5的1111%04/(32+04)=1111%降低到了588%08/(128+08)=588%，因此Wi-Fi 6的整体效率再提升588%，即物理层协商速率提升了588%。

在相同信道频宽80MHz下的WIFI5和WIFI6的有效载波占比

通过更高阶的调制技术和更窄的子载波间隔，让Wi-Fi 6的理论速率（160MHz频宽，8条空间流）从Wi-Fi 5的69Gbps提升到96Gbps。

Wi-Fi 6 将Wi-Fi 频道从80 MHz 提升到160 MHz。

为了满足高密度的无线连接，引入的新特性

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，多用户的多进多出)，它让AP可以同时与多台终端并发通信。

Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基础上新增上行MU-MIMO， WIFI5的MU-MIMO仅适用于下载 。同时也把Wi-Fi 5最大支持4 4的下行MU-MIMO提升到最大支持8 8的 上下行MU-MIMO ，支持同时向8个终端发送数据，与Wi-Fi 5相比，下行链路容量增加了2倍，上行链路容量增加了8倍，从而大幅提高无线接入总容量，这表示无论您正在串流、下载、游玩VR/AR、MMO's 或RPG's，Wi-Fi 6 的8条串流，都能提供所有应用足够的频宽。

传统的MIMO严格来说应该叫做SU-MIMO（Single-user MIMO，单用户MIMO），虽然支持多天线同步传输，在同一个信道同一时刻，只能与一个终端通信，多终端之间仍为串行传输。

MU-MIMO解决了同一AP下多用户并发传输的问题，将原来的HUB模式，升级为了交换模式。

OFDMA技术是在频域上将无线信道划分为多个子信道（子载波），形成一个个射频资源单元，用户传输数据时，数据将承载在每个资源单元上，而不是像Wi-Fi 4/5（使用OFDM技术）时那样占用整个信道。

Wi-Fi从80211a（1999年发布的第三代Wi-Fi协议）开始就采用OFDM调制作为核心信道调制方案，Wi-Fi 6在OFDM的基础上加入多址（即多用户）技术，从而演进成OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址）。

OFDM调制原理是将信道切分为子载波，但单一信道内的子载波须同时使用。OFDMA调制则更进一步，将现有的80211信道(20、40、80和160MHz宽度)划分成具有固定数量子载波的较小子信道，并将特定子载波集进一步指派给个别STA，从而为多个用户同时服务。

OFDMA划分的射频资源单元就像把货车的载货箱划分了很多小格子，这样货车在拉货时就可以进行灵活组合，不论是拉大货物还是小货物，都可以装满整个货箱再出发，充分利用每台货车的资源。

显示已有一个天线运作的情景。实际路由器是多天线，与此情况类似。

通过OFDMA技术可实现在每个时间段内多个终端同时并行传输，不必依次排队等待、相互竞争，提升了效率，提高了无线接入的密度，降低了排队的等待时延。

OFDMA和MU-MIMO的适用场景对比

Spatial Reuse（空间复用），也被称作“BSS着色”（BSS coloring），通过此技术可以实现更多同步传输，即AP可以识别两个相距不远但并不相邻的AP和终端设备，能够在同一时间内实现无线并发传输而不会相互影响。用于解决不同AP在相同信道下并发冲突的问题。

为了在密集部署方案中提高系统级性能和频谱资源的有效使用，80211ax标准实现了空间重用技术。STA可以识别来自重叠基本服务集（BSS）的信号，并基于该信息做出关于介质争用和干扰管理的决定。

BSS着色是80211ah中引入的一种机制，用于为每个BSS分配不同的“颜色”，将其扩展到11ax，根据检测到的颜色分配新的频道访问行为。尽可能的情况下最大限度地减少同频干扰。

传统传输机制，每次发送数据之前，会监听无线信道上有无其他AP也在传送数据，如果有，先避让，等下个时间段再传送。这意味着多个AP工作于同一信道时，由于采用轮流单独通信的方式，会大幅降低网络容量。

BBS Coloring机制，即在数据报头加入6bits的BSS Color来指定不同的AP，这样一来，当路由器或设备在发送数据前侦听到信道已被占用时，会首先检查该“占用”的BSS Color，确定是否是同一AP的网络，如果不是，则不用避让，从而允许多个AP在同一信道上运行，并智能管理多用户同时并行传输。

目标唤醒时间( Target Wake Time，简称 TWT) 让设备可自行协商它们何时以及多常唤醒以发送或接收资料，这项功能可以增加设备的休眠时间并显著延长行动设备和物联网设备的电池寿命。

这个服务可以降低支持WIFI6终端的电力消耗。现在很多设备连接WIFI的情况下耗电严重，尤其是使用电池的IOT物联网设备。减少用户之间的争用和冲突，显著提升STA的休眠时间，节约电力消耗。常用的手机，笔记本等，因为需要持续的网络连接和数据传输，这项技术的收益并不明显。

WPA2加密协议，在2017年10月被完全破解，随着WIFI6，还推出了WPA3安全协议。

主要体现在：

公共场所，即使是open的SSID，也会提供无感知的数据传输加密

使用SAW替换PSK，使用4次握手提供更高的安全性，对于WPA-Enterprise无太多改进

支持通过扫描二维码，NFC，蓝牙等方式，添加IOT设备联网

增加256位密钥

2020年值得买的无线路由器（路由器避坑）

网线选购完全指南（知识科普，品牌推荐）

1eMTC是基于LTE演进的物联网接入技术。和NB-IoT一样，EMTC使用授权频谱，增强覆盖(15dB)，支持高速移动可靠性和拥塞控制，支持独立定位。与NB-IoT相比，eMTC在时延和吞吐量上有很大优势。2NB-IoT和eMTC有很多相似之处，就像同卵双胞胎一样，但是有一句老话，一个母亲有九个孩子，九个孩子是不同的。这两个也不一样。3功耗低，续航时间长。目前2G终端的待机时间只有20天左右。在抄表服务等一些典型的LPWA应用中，2G模块显然无法满足深井、烟囱等无法更换电池的特殊场所的应用需求。eMTC功耗仅为2G调制解调器的1%，终端可袖手旁观10年。4海量连接，满足“大连接”应用需求。IOT终端的一大特点是海量连接用户。目前，为非物联网应用设计的网络无法满足同时访问海量终端的需求，而eMTC支持每个小区超过1万个终端。5典型场景网络覆盖不足，如深井、地下车库等盲区，4G室外基站无法实现全覆盖。在广覆盖方面，eMTC比LTE强15dB(可以多穿墙)，比GPRS强11dB，信号可以覆盖地下2-3层。6成本有望继续降低。目前智能家居应用的主流通信技术是WiFi。虽然WiFi模块本身价格比较低，已经降到10元人民币以内，但是支持WiFi的物联网设备通常需要无线路由器或者无线AP进行网络接入，或者只能做局域网通信。一般2G通信模块20元以上，4G通信模块150元以上。相比之下，eMTC码头有望通过产业链交叉补贴不断降低成本。7专用频段传输干扰小。与非蜂窝物联网技术相比，eMTC基于授权频谱传输，传输干扰小，安全性好，可以保证可靠传输。

可以。wifi扩展器能够通过WiFi扩展板电路与Web服务器进行通信，可用于物联网。当信号较弱或存在信号盲点时使用无线扩展器，就可以将已有的无线路由器的较弱信号进行增强放大，使得各个角落都有信号。

姓名：刘家沐

学号：19011210553

嵌牛导读：伴随着5G的到来，WiFi 6也逐渐开始进入人们的视野，2019年9月16日，Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi 6认证计划，该计划旨在使采用下一代80211a邢x Wi-Fi无线通信技术的的设备达到既定标准。

嵌牛鼻子：Wi-Fi 6           80211ax

嵌牛提问：新提出的Wi-Fi 6的定义与相关问题（具体问题见正文）

嵌牛正文：

5G来了，WiFi 6也来了。关于5G，无论是朋友圈，还是媒体上，大家已经了解很多。但是，对于WiFi 6，很多人依然不清楚。今天，我们一次性为你解答WiFi 6的所有问题。

1 WiFi 6是什么

用技术术语来说，WiFi 6是80211AX。2018年10月4日，WiFi联盟宣布将下一代WiFi技术80211AX更名为WiFi 6。80211AX名字变了，前几代WiFi名称也要相应改变：

80211ac变成WiFi 5;

80211n变成WiFi 4
以下是早期的WiFi出现年份和全新的WiFi名称：

80211b — Wifi 1 (1999)

80211a — Wifi 2 (1999)

80211g — Wifi 3 (2003)

80211n — Wifi 4 (2009)

80211ac — Wifi 5(2014)

在笔者看来，以前的WiFi命名比较复杂、繁琐，更重要的是普通消费者不是很明白。改成数字后，WiFi名称简单、统一，用户辨识度高。普通人买路由器，只要比较“WiFi后面的数字大小即可”，非常直观、简单。
2 WiFi 6到底有多快相比WiFi 5，它快多少

对于80Ghz信道上的单个空间流，WiFi 5的理论速度是866MB/s，WiFi 6的理论速度是1201MB/s。

WiFi 4的理论速度是150Mb/s，WiFi 5的理论速度是WiFi 4的6倍。相比这个，WiFi 6比WiFi 5的速度并没有快很多，更应该关注的是“效率”。

并且，“理论速度”是不准确的。在实际生活中，WiFi性能表现会有所不同，这取决于无线接入点和设备所处的范围、障碍物、空中其他信号和无线电的质量。

3 如果我将AP升级到WiFi 6，原来的80211ac / 80211n / 80211a/b/g设备是否仍然可以正常工作WiFi 6可以后向兼容吗

WiFi 6可以后向兼容。这就是说，不要期望仅仅通过升级AP就能获得性能提升——客户端设备也需要是WiFi 6。

4 如何在80211ax中实现后向兼容

具有80211ax的无线电设备使用OFDM或OFDMA能与其他80211ax无线电通信。

具有80211ax无线电的设备使用OFDM或HR-DSSS可以与老旧的无线电通信。

当仅发生80211ax OFDMA会话时，将使用RTS/CTS(请求发送/清除发送)机制来推迟传统传输。

补充一下：

OFDM——即正交频分复用技术，它是多载波调制的一种。通过频分复用实现高速串行数据的并行传输, 它具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。

OFDMA——即正交频分多址，它是将无线信道划分为多个子信道(子载波)，形成一个个频率资源块，用户数据承载在每个资源块上，而不是占用整个信道，实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。

5 WiFi 6可以解决哪些问题

传统上，WiFi性能在负载下无法预测。80211ax是更有确定性的，包括在延迟和吞吐方面。80211ax背后的主要焦点不是速度。该标准解决了“大量设备”连接到网络出现的网络拥塞和容量问题。

相比WiFi 5，WiFi 6网络带宽提升4倍，并发用户数提升4倍，网络时延从平均30ms降低至20ms。无线接入点(AP)能同时处理多达12个的WiFi流。

6 WiFi 6怎么解决效率的问题

以前的WiFi协议，这个无线接入点(AP)一次只能与一台设备“会话”。但是，WiFi 6让无线接入点(AP)具备从多台设备同时发送和接收数据的能力。

传统上，在80211中，存在DCF(分布式协调功能)的概念。这意味着，如果你是准备传输数据的无线电，你需要首先看看是否有其他人在使用这个频道。这意味着，即使你是WiFi 5，你仍然需要“排队轮着你”并争取到与其他较旧的80211a/b/g设备进行频道访问。

换句话说，在任何给定的时间点——对于一个通道，在一个信号强度范围内只有一个帧可以在该通道上。因此，不同的设备必须互相寻找，以便在它们可以“会话”之前看看其他人是否在“会话”。

另一个有趣的特征是“TWT”的概念。TWT，即目标唤醒时间，允许AP规划与设备的通信，协商什么时候和多久会唤醒发送/接受数据，可将终端分组到不同的TWT周期，减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间，意味着减少电池消耗并改善电池续航表现，同时也减少唤醒后同时竞争无线资源的设备数量。

基于TWT技术，未来连入WiFi中的所有智能设备，每台设备可以建立“唤醒协议”，终端设备仅在收到自己的“唤醒”信息后才进入工作状态，而其余时间均处于休眠状态。这让一些需要高宽带通信的物联网设备成为可能，比如智能办公设备，TWT可以节省7倍的电池功耗。

7 我的WiFi工作很好。我真的需要升级到WiFi 6吗

这取决于你自己。WiFi 6解决的问题是“密集部署方案”。有很多的CCI的地方——公共信道干扰。许多客户端设备试图同时访问WiFi。在很多公共的无线接入点，比如机场、体育馆等地方，这些都是WiFi 6可以发挥自身特长的场景。它自身的特性，可以更好地使用无线介质。

还有提示，如果你的客户端不支持最新的协议，那么升级你的AP几乎没有好处。80211ax提供了对PHY和MAC层的增强，这应该可以改善有限频率带宽中的 *** 作——但这只有在客户端也可以使用时。

你仍然可以受益于MU-MIMO多用户多入多出带来的好处，但是这可能不足以证明升级的成本。

这就是说，如果你在80211ac和80211ax之间决策，建议你选择最新的技术，将来可以证明你的明智选择。

8 我认为24GHz“死了”。80211ax是否增加了对24Ghz频谱的支持

WiFi 6是双频，而它的前身仅为5Ghz频谱。一些供应商试图在24Ghz上实现WiFi 5，但该标准仅批准了5Ghz无限电。

笔者认为24Ghz是源于经济驱动，无论是旧的，还是更新后的，都支持更便宜的24Ghz。虽然24Ghz更容易受到干扰，但它确实提供了更好的接收性。也就是说，它可以在更远的距离“接收”。

由于WiFi 6的新增强功能，比如BSS着色技术，即使“仅仅24Ghz”的设备也将受益。

9 80211ax是官方标准码

不，IEEE计划在2019年第3季度的某个地方批准该协议标准。也就是说，思科、华硕和网件等网络厂商已经开始向市场推出80211ax产品。

10 WiFi 6是全双工通信吗

恐怕不是，使用OFDMA，你只需将20Mhz通道划分为2Mhz子通道。它仍然是半双工的，可以将其视为具有共享带宽的半双工交换机。

虽然许多大牌厂商都支持开放用于未经许可的WiFi 频谱的6Ghz频段，但这种情况没有发生。我们仍然在24Ghz和5Ghz两个频段上运行设备。

11 80211ax设备什么时候可以上市

全球超过70%的设备芯片由博通制造。我们预计2020年第二季度，WiFi 6设备可以普及。

目前，已经有人谈到三星和LG生产的一些手机将推出兼容80211ax。

12 什么是BSS着色技术

BSS(Basic Service Set)，增加 6bit 的标识符，区分不同AP相同信道的BSS，6bit至于报文头部，这样AP收到非自己的报文时无需像以前那样整包解封装后才丢掉，只要解封装物理导码即可丢弃从而避免冲突，这样使用信道资源更有序、更确定，从而大幅提升密集环境中系统整体性能。

共享wifi贴直接微信扫码就能获得权限。根据查询相关公开信息显示，用户可以扫描共享WiFi贴上的二维码登录密码即可获得权限，共享WiFi贴是一种基于无线网络技术的物联网设备，可以为用户提供便捷的无线网络服务。

自从物联网问世以来，如何使得 物 能够 联网 有多种的方式，目前运用非常广的Wifi，最近在做这方面的SDK,下面讲解一些配网的原理。

APP将要配置上的路由的wifi用户名、密码发送给智能硬件，目前基本采用以下几种方式

1）smartconfig

2）AP模式： APP 配置手机连接到智能硬件（WIFI芯片 的AP),构建成一个局域网，当然该局域网是不能上网的，但是在局域网内的各个设备的通信是OK

当前wifi应用的几种主流加密方式都存在一个特点, 明文的长度和加密后的密文长度之间是线性关系

即: 密文长度 = 明文长度 + 算法相关的常量C, 也就是说, 只要明文长度可控, 密文的长度即是可控的

这个特点是SmartConfig的核心原理

AP 是 (Wireless) AccessPoint 的缩写，即 (无线) 访问接入点。简单来讲就像是无线路由器一样，设备打开后进入 AP 模式

AP模式比较不好的就是配置时间比smartconfig要长，手机连接的WIFI接入点会变化，如果配置不成功，手机就无法上网，需要在手动配置WIFI，手机才能上网。

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