Wi-Fi 6 提升了哪些方面？

作者：BUG侦探

2022 年 1 月 20 日
本文字数：2661 字
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一、Wi-Fi 6 介绍

Wi-Fi 6，是 Wi-Fi 联盟定义的第六代 Wi-Fi 协议标准--802.11AX，相比 Wi-Fi 5（第五代 Wi-Fi 标准协议），主要的提升有：

最大协商速率提升至 9.6Gbps，Wi-Fi 5 最大协商速率为 3.5Gbps；
支持 8 用户并发传输数据，使用的技术是 MU-MIMO；
支持对相邻的同频信道使用互不干扰，使用的技术是 BSS 着色技术；

对不同用户的数据帧进行聚合传输，提升了传输效率，使用的是 OFDMA 技术；

用户接入的安全协议必须使用 WPA3，因此协议更安全；
Wi-Fi 6 无线设备更节能，允许设备与无线路由器之间主动规划通信时间，以达到节能目的；
Wi-Fi 6 支持 5G 和 2.4G 两个频段，Wi-Fi 5 只支持 2.4G 频段。

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如下 Wi-Fi 6 的更多探讨，有兴趣可以阅读，也可跳过直接阅读第二大部分。

1、协商速率是如何提升的？

Wi-Fi 6 通过提升调至方式，支持绑定 8 个信道，将传输频宽提升到 HT160，此时单空间流的协商速率达到 1201Mbps，然后通过增加支持空间流到 8*8，所以最高协商速率达到了 9.6Gbps。关于空间流可以理解为天线的物理发射电磁波的通道，8*8 就是天线同时可以发送或接收 8 路独立的电磁波（需要收发双方的天线都支持 8*8，如有一方不支持，最终会使用木桶原理，协商到最低的空间流）。

Wi-Fi 6 协商速率的提升是有前提条件的，那就是客户端和 AP 无线接入设备（后文中统一称为 AP）都需要支持 Wi-Fi 6，这是最基本的要求，如果要想达到 Wi-Fi 6 协议的最高协商速率，那么就必须使用 HT80 频宽+1024QAM+8 空间流，通俗来讲就是必须使用 8 个信道绑定，同时 AP 和客户端需要都支持 8*8 的空间流，这样才能达到最高的 9.6Gbps 协商速率。Wi-Fi 6 同时支持 5G 频段和 2.4G 频段，但是，2.4G 频段的 Wi-Fi 6 无法达到较高的性能，因为 2.4G 频段规定不重叠的信道只有 3 个，即最高只能绑定到 HT40（两个信道绑定），协商速率也只能达到 287*8≈2.2Gbps。然而，5G 频段就不存在这个现象，5G 拥有不重叠信道 13 个，如果是非高密环境，或者是家用 Wi-Fi 6，完全可以将 8 个信道绑定，以此来提升协商速率，提升网络体验，同样如果要想使用 9.6Gbps 的体验，必须 AP 和客户端都是支持 8*8 空间流 Wi-Fi 6 设备。

需要说明的是，对于高密环境的 Wi-Fi 6 覆盖，需要根据无线环境和方案综合考量，确定信道的绑定数量，一般高密环境是单信道或者双信道绑定，因为高密环境为了支持用户容量，需要规划很多个 AP 覆盖，这样就需要把有限的信道资源分配给每一个 AP。

表：Wi-Fi 6 协商速率表格（图中给出的是单空间流的协商速率，实际计算要乘以设备的最低支持的空间流数量）

2、关于并发 8 用户同时传输

Wi-Fi 6 使用的是 MU-MIMO（多用户多入多出）技术，Wi-Fi 5 的 wave1 及之前只能支持 SU-MIMO（单用户多入多出），即只支持 1 个用户并发，WiFi 5 的 wave2 可支持 DL MU-MIMO（下行链路多用户多入多出），最大允许 AP 同时向 4 个终端发送数据。 Wi-Fi 6 通过使用 Ul MU-MIMO（上行链路多用户多入多出）和 DL MU-MIMO（下行链路多用户多入多出），在上行和下行都做到了多用户并发，同时还将允许 AP 同时通信的最大终端数扩大到了 8 个，进一步提升了用户密集场景的传输效率。

3、解决相邻的同频干扰问题

通过对 BSS 的数据帧进行着色，即对数据帧进行打标签，标注接入网络的各个设备，传输数据时有了对应的地址，直接传输到位而不会发生混乱。使得相邻的同频不会干扰。

4、Wi-Fi 6 传输容量是如何提升的？

将 OFDM 升级为 OFDMA，支持对多个用户的数据帧进行打包传输，而不是每个用户占用一个数据帧，传输效率提升；
提升调制方式，支持 8 信道绑定，使得单空间流的协商速率达到 1.2Gbps，传输带宽提升；
提升空间流，从 4*4 提升到 8*8，使得最大协商速率提升至 9.6Gbps，传输带宽提升；
着色机制，提升资源利用率；
通过 Long DFDM Symbol 发送机制，将每个信号载波发送时间从 Wi-Fi 5 的 3.2μs 提升到 12.8μs，降低丢包率和重传率，使传输更加稳定；

----以上图片参考于互联网----

二、测试结论概述

通过测试数据观察（以下数据是在生产环境中取得的，同时时延和丢包数据是在压测中产生的）

带宽提升：Wi-Fi 6 较 Wi-Fi 5 在 20 终端较低密度下提升比较大，约 81.66%；高密 30 终端提升较少约 11.94%；40 终端也有提升约 37.66%，数据见本文第 3 大部分的第 5 小部分。

稳定性提升：从 ICMP 数据查看，Mdev 稳定性有提升，但是差距不大，约 4.5%。具体见本文第 3 大部分的第 6 小部分。

按照用户下载带宽趋势图观察，1&5 用户大文件下载模式，Wi-Fi 6 基本均达到 200M 限速后增长放缓。

综上结论：

升级 Wi-Fi 6 用户访问速率体验均有一定比例提升,20 低密和 40 高密场景下提升更多（测试中所有终端均为活跃状态，实际环境中活跃终端数会降低，体验可能提升更多）对于测试等集中环境中会有较好的改观。
通信稳定性略有提升 4.5%。
按照速率变化趋势图评估，可以将限速值提高到 150M-200M 之间（目前限速 20M），放大限速 7 倍以上，提升用户下载体验。