新一代Wi-Fi

技术宅

认识Wi-Fi和802.11系列标准的关系

现在人几乎离不开Wi-Fi，特别是笔记本、平板这类便携设备的上网，几乎都是通过连接Wi-Fi热点实现的。Wi-Fi是一种无线联网的技术，它使用的是802.11系列标准，不同的Wi-Fi版本使用不同的系列标准，如Wi-Fi 6使用的是802.11ax标准（Wi-Fi 6E也是使用的同一标准）（图2）。

Wi-Fi 6E——新一代Wi-Fi技术

2018年Wi-Fi联盟就发布了Wi-Fi 6，那么近日發布的Wi-Fi 6E与之有什么区别？又有什么新特性？

首先我们来了解一下Wi-Fi 6发布的背景。如上所述，现在越来越多的设备在使用Wi-Fi技术进行无线连接，Wi-Fi网络是通过不同频段进行数据传输的，比如目前Wi-Fi网络主要使用2.4GHz和5GHz两个频段，一般进入双频无线路由器设置界面后就可以看到这两个频段的设置（图3）。

由于现在大家使用的网络设备都集中在这两个频段，这样不仅影响网络数据的传输，而且不同Wi-Fi网络之间的干扰也非常严重，为此2018年Wi-Fi联盟推出使用802.11ax标准的“Wi-Fi 6”。它将调制模式升级到了1024-QAM，可以有效地提升网络数据的传输，但是目前仍然在使用2.4GHz和5GHz频段，这就无法有效地解决上述拥挤和互相干扰的难题。针对这些问题，Wi-Fi联盟在2020年又推出“Wi-Fi6E”，这里“E”是“Extended”（延伸、扩展的意思），它和“Wi-Fi 6”的最大不同是可以运行在6GHz扩展频段上，至于其他技术则和“Wi-Fi 6”是一样的（图4）。

如上所述，Wi-Fi 6E的最大特性是可以使用6GHz扩展频段，这个拓展频段具体是指在5.925GHz到7.125GHz之间共1.2GHz的频带范围。那么这个新增频段有什么作用？大家知道Wi-Fi网络在实际使用中数据传输是通过信道实现的，一个频段被划分为多个信道，比如在我国2.4GHz频段总共分为13条可用信道，5GHz频段则可以使用5个信道，大家进入路由器无线设置中可以看到信道的数量（图5）。

目前双频段路由器总共就只能使用18个信道，而如果相近的无线路由器采用相同或重叠信道会形成信道竞争关系，相互影响无线链路质量。显然数目众多的网络设备无疑会将这些信道占满并影响网络数据的传输和稳定性。Wi-Fi 6E支持的6GHz扩展频段理论上则可以提供14个80MHz宽的非重叠信道（或7个160MHz 宽的非重叠信道），而且6GHz更大的频段尺寸更容易获得清晰的频谱，也能够更好地隔离传统Wi-Fi 4或Wi-Fi 5设备的干扰。这样W i -Fi 6E可以比之前的Wi-Fi多使用14个信道（其向下兼容仍然可以使用2.4GHz和5GHz的信道）。信道就像是日常生活中高速公路的车道，Wi-Fi 6E新建了14条“新车道”（信道），当然就可以让我们的连接更通畅了。

不过需要注意的是，由于各国对于无线电信道的用途不同，Wi-Fi 6E在6GHz扩展频段内并不能使用全部信道。比如美国建议将5.925GHz～7.125GHz频段全部给Wi-Fi 6使用，但是监管部门目前还没有批准，欧盟对于6GHz 扩展频段是否开放给Wi-Fi 6E使用也仍在讨论中。

另一方面，由于Wi-Fi 6E使用的是和Wi-Fi 6一样的技术， Wi-Fi 6引入的各种新技术同样可以在支持Wi-Fi 6E的设备上使用。比如O FDM（正交频分复用技术），它通过频分复用实现高速串行数据的并行传输， 具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。OFDMA（正交频分多址技术）同样可以使用，可以在每个时间段内实现多个用户同时并行传输。在上下行都使用的MU-MIMO技术，则可以让路由器利用多天线同时跟多个终端设备进行沟通，更能提升网络速率并连接更多设备（图6）。

未来生活我们更需要Wi-Fi 6E

Wi-Fi可以让我们上网摆脱线束的束缚，不过即使在目前百兆甚至千兆有线网络入户的条件下，无线上网体验仍然不尽如人意。比如随着物联网的普及，家里越来越多的设备如冰箱、电视、智能插座等都需要无线接入网络，并且需要保证这些设备连接的稳定，但是传统的Wi-Fi无法保证更多设备的稳定连接。如上所述，Wi-Fi 6E的6GHz扩展频段则可以解决上述问题，希望Wi-Fi 6E早日进入我们的家中。