高通：为什么说 802.11ax 会成为下一代 Wi-Fi 技术标准

研发 Wi-Fi 连接技术、试图占领上游市场并逐步控制物联网时代话语权，是高通一直以来的布局。

2017 年 2 月，高通宣布推出两款支援下一代标准──802.11ax 的 Wi-Fi 解决方案，其中包括面向网络基础设施的 IPQ8074 系统级芯片（SoC）和面向客户装置的 QCA6290，借此，高通成为首家发表支援 802.11ax 的端到端商用解决方案公司。

7 个月后，Qualcomm Technologies 产品管理总监 Jason Tao 表示，经过这段时间的布局，11ax 最终在消费类、企业级和营运商的应用正在逐步落地。

实际上，早在 2016 年 5 月，高通便推出面向家庭用户的 802.11ac 三频平台，整合两个 5GHz 频段与一个 2.4GHz 频段，该方案可以在使用多种 Wi-Fi 技术的家庭场景中，智慧分配装置的频段，优先为支援 802.11ac 的装置提供更稳定的带宽，额外多出来的频段则可以用来拓展网络节点。

Jason Tao 表示，目前来讲，用户使用比较普遍的已经是 802.11ax 技术了，但从整个 Wi-Fi 技术发展的角度来看，802.11ax 技术的关键点在于其能够提高网络的容量及效率。

为什么 802.11ax 会成为下一代？

Jason Tao 表示，Wi-Fi 网络今后的演进过程中，最关键的一点是整个网络的容量是否能够满足应用的需要，而并非在 Wi-Fi 网络里某一个节点连到 AP，能发送最快的速率是多少。

换言之，绝对最高的速率并不是最关键的点，关键点在于如何为所有的用户提供所有的数据，且品质都能满足他们对于服务的需求，所以这是关于总体网络容量的问题。

802.11ax 技术如何扩充网络容量？

802.11ax 技术能使每个 AP 同时接入服务的装置数量有所提高。通常大家透过零售通路 / 家用的主流路由器，同时接入十几个装置时，可能就对 Wi-Fi 产生一些挑战，使用效果与体验就会逐渐变差。而 802.11ax 技术专门引入了一些新的特性，让同一个服务器可以同时服务多个装置，这方面相较前代有所提高。

1. 在高密度使用场景下，如果有多个 AP，802.11ax 在密集型环境里能帮助多个 AP 之间互相协调，使得共享信道上的 AP 也能更合理地利用信道带宽。
2. 上行链路的管理。在 802.11ax 技术之前，如 802.11n 和 802.11ac，对于上行链路资源的调度都是依靠随机竞争带宽的。而 802.11ax 技术中的新协议增加了一些能够对装置之间进行协调，以及上行链路资源管理调度方面的功能。
3. 对于多种数据流的不同类型，如何能同时兼顾高数据量的需求，又能穿插顾及到物联网装置即时性要求高、但数据流量不是很大的需求。如何混合进行业务操作，802.11ax 技术对于这方面也进行了加强。

所以，能解决单 AP 的接入数量，同时多 AP 相互协调；上行时各个接入点之间在带宽链路进行资源调度，对承载的业务进行合理的流量分配管理，我们就可以看到 802.11ax 技术对整体网络的效率和容量都能有提高。

与 11ac 相比，11ax 具备的新的关键技术特征？

一个是 8×8 MU-MIMO（多用户多输入多输出）。之前 802.11ac Wave 2 的一个主要特性就是 MU-MIMO，当时在 11ac 里面，网络协议能实现的功能就是 11ac Wave 2 的 AP 可以同时向多个支援 MU-MIMO 的客户端发送数据包，11ac 当时支援的最大规格是 4×4 MU-MIMO，同时可以向 4 个装置共享下行的 MU-MIMO 数据包。另外当时在 11ac 的规范里只有下行的 MU-MIMO 功能。

现在的 11ax 有两个方面的提高：

第一是上行和下行都可以支援 MU-MIMO，不仅是从 AP 向终端发送数据包的时候可以一个数据包同时面向多个终端节点发送，同时这几个终端节点也能够协调，同时向 AP 端、网络上行发送数据包。数据包同时到达 AP，AP 也能够解码、同时接收所有的数据包，因此效率就有所提高。以前最大的规格只支援到 4×4 MU-MIMO，现在是 8×8 MU-MIMO。以前每个数据包每次只能把 4 个装置组合在一起，现在可以把 8 个组合在一起。当然这并不是说 MU-MIMO 网络里只有 4 个或 8 个终端，而是每一个帧（Frame）里面最多可以有 4 到 8 个装置，整个网络的容量达到上百个是没有问题的，这就明显提高了效率。

另外一个重要的演进是 OFDMA 的加入。之前的 11ac 甚至之前的 Wi-Fi 采用的都是 OFDM 的调制方式，现在多了一个新的调制方式叫 OFDMA，并能同时支援上行和下行。以前相当于在同一个帧里只有一个标准的数据包，传给客户端的时候不管帧的大小，从网络协议的角度来看，在信道发送方面额外的系统开销（overhead）都是一样的。而 OFDMA 是在蜂窝应用中已经普遍应用的技术，它主要的优势功能是把各种大小的数据包从调制的角度组合在一起，系统开销（overhead）可以透过共享而降低，因而效率得到提高，这是一个很重要的演进。

同时，OFDMA 的符号的长度也变长了，每一个调制信号的符号长度变成以前 11ac 的 4 倍。调制的长度越长，在多路径（Multipath）的情况下，AP 端、客户端就能有更多的机会可以充分利用多路径，透过更宽的窗口把不同角度反射过来的信号组合在一起。这就让实际应用场景中，特别是远距离传输的时候，在多路径比较强的情况下，解码能力增强，接受的稳定性也更大了。另外，现在的调制可以支援 1024-QAM，之前最高只支援到 256-QAM，调制码的密度越大，承载的数据量也就越大，这比以前提高了 2 到 3 倍。

总体来讲，这些相应的技术组合在一起就使 11ax 整体的技术性能在多个 AP 之间互相协调，在网络带宽的应用方面更有效率。

11ax 的优势能在哪些具体应用场景中凸显出来？

一是城市里面密集度非常高的使用环境，11ax 对办公、公寓、密集型住宅甚至室外的应用都有很大的提高。

二是企业级的应用，这也是现在非常看好的最早采纳 11ax 技术的应用场景之一。因为企业级应用基本把所有的关键业务都搬到了 Wi-Fi 网络，有线网络连接已经很少见了。无论是终端的设备接到云端，还是应用于教育领域的电子课室都是在 Wi-Fi 网络上实现的。11ax 使这些服务比以前的可靠度更高，支援的客户端数量也更大。比如说电子教室，以前如果是 100 多名学生的大课授课形式，传输视频或是上下行的交互挑战都比较大，11ax 会使应用场景的可靠度和使用效果有很好的提升。

第三，新增应用场景是对营运商网络分流起到了重要的辅助作用。Jason Tao 表示，LTE 网络对行动装置的上网和数据流量方面确实发挥了很大的改善作用，但 LTE 的网络对营运商来说，不管是带宽还是网络的部署都比较昂贵，所以很多情况下营运商都愿意把其中一部分业务分流到 Wi-Fi 网络上，因为 Wi-Fi 网络相对更加经济实惠。但之前的 Wi-Fi 网络存在稳定性或者带宽上的挑战，随着 11ax 技术的演进，从 LTE 网络分流过来的应用场景的用户体验会比以前更好。

除了以上几个技术核心问题，以下整理了与 Jason Tao 几个细节问答。

问：家用和消费级的应用会是 11ax 的核心应用吗？

答：刚才提到了 11ax 在城市高密度的使用场景实际上指的就是家用、在居家环境下的使用。在密集的楼房里，很多人家里不只是一台 Wi-Fi AP，或者是楼房很密集的情况下，邻里之间也有很多 AP。这就是指的家用。所以从消费级到企业级、到营运商级，我们认为 11ax 都可以很好地支援这些使用场景。另外，11ax 还同时支援 2.4GHz 和 5GHz，这样使得在一般的家用场景下，部署使用就更灵活，包括 2.4GHz 频段上的服务也可以慢慢地演进到 11ax。

问：11ax 在 2.4G 上可以实现多少速率提升？

答：这个可能要具体算一下。相较于之前 11ac，11ax 有了 MU-MIMO 和 OFDMA 的提升。但如果从绝对的速率来讲，这个提升的幅度并不一定说是几倍，但好处是容量高了很多。因为 2.4GHz 的一个主要挑战就是带宽非常窄，只能跑 40MHz 带宽，那怎么能把这 40MHz 带宽应用的更合理，这是最重要的，频段占得太宽就会影响布网。

问：11ad 和 11ax 有什么关系呢？它是一个过渡技术吗？

答：其实这不是一个过渡产品。11ax 相当于是 11ac 的演进，因为它们主要是在 2.4GHz 和 5GHz 这样通用的 Wi-Fi 频段工作，而 11ad 是在 60GHz 的频段工作运行，频段不一样，所以一些基本的技术也不太一样。虽说在很多的国家和区域这都是免许可频段（Unlicensed band），但带宽不一样。11ad 会另有一套演进的路径，接下来会发展到 11ay；而 11ac 的下一代演进就是 11ax，可以说是并行演进。

问：11ad 的宣传中突出的是支援 AR / VR 传输、8K 影片等，强调的是超高速率。而 11ax 的速度也不慢，为什么突出的重点是覆盖？

答：对，11ax 的速度对于有高带宽需求的、诸如 VR / AR 的传输场景，肯定也都能有很好的提升。如刚才提到，11ad 与 11ax 两种技术应用的频段不一样，60GHz 有一些比较独特的地方，比如说在干扰方面的挑战可能比 2.4GHz 和 5GHz 要少一些。

另外，11ad 的波束成型（beamforming）技术能使得网络传输的时候（如 VR 应用情况下），对高带宽有很好的保障。而做为这项技术本身的特性，从应用层到 mac 层，底层的技术决定了它整体的延时性也比较低。所以说，11ad 在现有技术上确实是非常适合 VR / AR 应用的。11ax 从 11ac 演进而来，单个节点的速度提升当然很重要，但在 11ax 里主要的技术提升，包括 MU-MIMO 和 OFDMA，都是解决容量提升的问题。

问：11ax 做为 11ac 的演进，它的稳定性如何？

答： 这里的稳定性主要指远距离的用户体验怎么样。

做为 11ax 来讲，因为还是在 2.4GHz 和 5GHz 上，所以讯号传输的基本特性是不变的。刚才为什么说 11ax 能扩展覆盖范围呢？比如说 11ax 有更长的 OFDMA 符号，就对远距离传输有了进一步改善，透过这样的途径使覆盖范围扩大了。从这个方面的用户体验来说，中、远端的用户应该是能感受到连接更稳定了。比如我想在房间的另一端来看影片，11ac 演进到 11ax 以后，这个影片接收的效果应该是更好、更稳定了。

关于上行链路资源调度，比如说 OFDMA 下 / 上行都可以做，这样使得多个客户端可以进行协调，而不是说大家都去抢某个网络里的某个时间段。理解成──以前完全是分时执行，现在相当于是在分时的基础上，在每个时段里可以有多个客户同时利用这个频段，把这个频段分得更细了。这样的话，只要传输效率能更高，客户端等待的时间也就更少了，整个网络的冲撞也更少，这样就达到了节能这个重点，功耗就会变少。以前 11ac 装置在 Wi-Fi 网络中，经常有可能需要重传，要不断地等待自己发射的机会，这个等待时间长，能量就浪费了。如果一个手机装置支援 11ax，有了 OFDMA 和上行 MU-MIMO，大家多个装置之间互相协调，我们就知道应该在哪个时间点传输，避免了重发与等待，功耗表现的确会更好。

问：目前高通的 11ax 解决方案在具体的落地上表现怎样？今年 IFA 上，华硕展示了一款 11ax 的路由器，很多人都说它是采用高通的解决方案？

答：目前我们正在跟很多家 OEM 厂商积极合作，进行新品的开发，最近华为全联接大会上，他们采用高通 11ax 方案已发表了 11ax 无线接入点产品。厂商具体产品发表计划和相关产品消息，这个可能还是需要合作伙伴来分享，我们不太方便评论。

（本文由 雷锋网 授权转载；首图来源：高通）

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