什麼是WiFi 6？WiFi 6解決了什麼問題？

什麼是WiFi 6？

WiFi 6（Wi-Fi 6），也被稱為802。11ax，是繼Wi-Fi 5 （802。11ac）之後的最新一代Wi-Fi工業標準。在Wi-Fi 6釋出之前，Wi-Fi標準是透過從802。11b到802。11ac的版本號來標識的。隨著Wi-Fi標準的演進，Wi-Fi聯盟為了便於Wi-Fi使用者和裝置廠商輕鬆瞭解Wi-Fi標準，選擇使用數字序號來對Wi-Fi重新命名。

Wi-Fi 6標準引入了OFDMA、上/下行MU-MIMO、BSS Coloring、TWT等新技術，效能上得到跨越式提升，頻寬和併發使用者數相比Wi-Fi 5提升了4倍，並且時延更低、更節能。

WiFi 6解決了什麼問題？

Wi-Fi 6設計之初就是為了應對高密度無線接入和高容量的無線業務，比如室外大型公共場所、高密場館、室內高密無線辦公、電子教室等場景。

在這些場景中，接入Wi-Fi網路的客戶端裝置將呈現巨大增長，另外，還在不斷增加的語音及影片流量也對Wi-Fi網路帶來調整。眾所周知，4K影片流（頻寬要求50Mbps/人）、語音流（時延小於30ms）、VR流（頻寬要求75Mbps/人，時延小於15ms）對頻寬和時延是十分敏感的，如果網路擁塞或重傳導致傳輸延時，將對使用者體驗帶來較大影響。

現有的Wi-Fi 5（802。11ac）雖然也能提供大頻寬能力，但是隨著接入密度的不斷上升，吞吐量效能遇到瓶頸。而Wi-Fi 6則是透過引入OFDMA以及上/下行MU-MIMO等新技術，使得效能上得到跨越式提升，頻寬和併發使用者數相比Wi-Fi 5提升4倍，並且時延更低。電子教室為例，以前如果是100多位學生的大課授課形式，傳輸影片或是上下行的互動挑戰都比較大，而Wi-Fi 6網路將輕鬆應對該場景。

Wi-Fi 6 vs Wi-Fi 5

Wi-Fi 6作Wi-Fi 5的繼任者，相比Wi-Fi 5不僅僅體現在速率的提升上，更主要體現在高密場景下的使用者效能提升。

大頻寬

過去每一代Wi-Fi的標準，一直致力於提升速率。經過20多年的發展，Wi-Fi 6在160MHz通道寬度下，理論最大速率已經達到9。6Gbps，是802。11b的近900倍。

Wi-Fi 6速率的提升除了採用更高階的1024-QAM編碼方式外，也得益於Wi-Fi 6相較於Wi-Fi 5增加了子載波數量、空間流數，以及Symbol傳輸時間（單次單終端）由Wi-Fi 5的3。2μs提升到12。8μs。

高併發

Wi-Fi 6引入了OFDMA和上行MU-MIMO等多使用者技術，進一步提升了頻譜利用率，使得Wi-Fi 6相比於Wi-Fi 5，併發使用者數提升了

4倍

。

低時延

在低時延場景，例如VR/AR-互動操作模擬、全景直播、互動式遊戲、沉浸式會議、高畫質無線投屏等，Wi-Fi 5的30ms時延已經無法滿足需求，而Wi-Fi 6則是透過OFDMA有效減少衝突，提升頻譜利用率，並且空間複用技術BSS Coloring減少了同頻干擾，令時延降低至

20ms

。

節能

隨著IoT裝置廣泛應用，除了提升終端速率外，Wi-Fi 6更是關注了終端的耗電情況。

Wi-Fi 6採用TWT技術，按需喚醒終端Wi-Fi，加上20MHz-Only技術，使得終端的功耗降低

30%

。

Wi-Fi 6核心技術

OFDMA頻分複用技術

Wi-Fi 6之前，資料傳輸採用的是OFDM模式，使用者是透過不同時間片段區分出來的。每一個時間片段，一個使用者完整佔據所有的通道資源，並且傳送一個完整的資料包。

Wi-Fi 6中引入了一種更高效的資料傳輸模式，叫OFDMA（因為Wi-Fi 6支援上下行多使用者模式，因此也可稱為MU-OFDMA），它透過將子載波分配給不同使用者並在OFDM系統中新增多址的方法來實現多使用者複用通道資源。迄今為止，它已被許多無線技術採用，例如3GPP LTE。在該模式下，單個使用者不再是獨佔完整的子載波，而是多使用者共享通道資源，實現頻譜利用率的提升。

上/下行MU-MIMO技術

MU-MIMO使用通道的空間分集來在相同頻寬上傳送獨立的資料流，與OFDMA不同，所有使用者都使用全部頻寬，從而帶來多路複用增益。終端受天線數量受限於尺寸，一般來說只有1個或2個空間流（天線），比AP的空間流（天線）要少，因此，在AP中引入MU-MIMO技術，同一時刻就可以實現AP與多個終端之間同時傳輸資料，大大提升了吞吐量。

MU-MIMO在Wi-Fi 5就已經引入，但只支援下行4x4 MU-MIMO。在Wi-Fi 6中進一步增加了MU-MIMO數量，可同時支援上/下行8x8 MU-MIMO。

雖然Wi-Fi 6標準允許OFDMA與MU-MIMO同時使用，但不要將OFDMA與MU-MIMO混淆。OFDMA支援多使用者透過細分通道（子通道）來提高併發效率，MU-MIMO支援多使用者透過使用不同的空間流來提高吞吐量。OFDMA與MU-MIMO的對比如下：

空分複用技術（SR）和BSS Coloring

802。11ax中引入了一種新的同頻傳輸識別機制，叫BSS Coloring著色機制，在PHY報文頭中新增BSS color欄位對來自不同BSS的資料進行“染色”，為每個通道分配一種顏色，該顏色標識一組不應干擾的基本服務集（BSS），接收端可以及早識別同頻傳輸干擾訊號並停止接收，避免浪費收發機時間。如果顏色相同，則認為是同一BSS內的干擾訊號，傳送將推遲；如果顏色不同，則認為兩者之間無干擾，兩個Wi-Fi裝置可同通道同頻並行傳輸。以這種方式設計的網路，那些具有相同顏色的通道彼此相距很遠，此時可將這種訊號設定為不敏感，從而實現空間複用。

目標喚醒時間（TWT）

目標喚醒時間TWT（Target Wake Time）是802。11ax支援的另一個重要的資源排程功能，它借鑑於802。11ah標準。它允許裝置協商什麼時候和多久會被喚醒，然後傳送或接收資料。此外，Wi-Fi AP可以將客戶端裝置分組到不同的TWT週期，從而減少喚醒後同時競爭無線介質的裝置數量。TWT還增加了裝置睡眠時間，對採用電池供電的終端來說，大大提高了電池壽命。

更高階的調製技術（1024-QAM）

Wi-Fi 6標準的主要目標是增加系統容量，降低時延，提高多使用者高密場景下的效率，但更好的效率與更快的速度並不互斥。Wi-Fi 5採用的256-QAM正交幅度調製，每個符號傳輸8bit資料，Wi-Fi 6將採用1024-QAM正交幅度調製，每個符號位傳輸10bit資料，從8到10的提升是25%，也就是相對於Wi-Fi 5來說，Wi-Fi 6的單條空間流資料吞吐量又提高了25%。

支援2.4GHz頻段

我們都知道2。4GHz頻寬窄，且僅有3個20MHz的互不干擾通道（1，6和11），在Wi-Fi 5標準中已經被拋棄，但是有一點不可否認的是2。4GHz仍然是一個可用的Wi-Fi頻段，在很多場景下依然被廣泛使用，因此，Wi-Fi 6標準中選擇繼續支援2。4GHz，目的就是要充分利用這一頻段特有的優勢。

覆蓋範圍提升

由於Wi-Fi 6標準採用的是Long OFDM Symbol傳送機制，每次資料傳送持續時間從原來的3。2μs提升到12。8μs，更長的傳送時間可降低終端丟包率；另外Wi-Fi 6最小可僅使用2MHz頻寬進行窄帶傳輸，有效降低頻段噪聲干擾，提升了終端接受靈敏度，增加了覆蓋距離。