2.3. Wi-Fi關(guān)鍵技術(shù)
為什么Wi-Fi的速度越來越快?其實(shí)在IEEE的802.11系列協(xié)議一直在跟3GPP的4G和5G相互借鑒,使用的底層技術(shù)都是通用的 。
OFDM/OFDMA
OFDM的全稱是正交頻分復(fù)用 。系統(tǒng)會(huì)在頻域上把載波帶寬分割為多個(gè)相互正交的子載波,相當(dāng)于把一條大路劃分成了并行多個(gè)車道,通行效率自然就大幅提升了 。
在Wi-Fi 5及以前(802.11a/b/g/n/ac),子載波寬度是312.5KHz,到了Wi-Fi 6(802.11ax),子載波寬度縮小為78.125KHz,相當(dāng)于將同樣寬度的路劃分成了更多的車道 。
Wi-Fi 6的擁有更多的子載波
在OFDM下,每個(gè)用戶必須同時(shí)占用全帶寬下的所有子載波 。如果某個(gè)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)沒那么多,把頻率資源用不滿的話,其他用戶也沒法靈活使用,只能干巴巴地排隊(duì)等著,頻譜資源的使用效率不高 。
為了解決這個(gè)問題,Wi-Fi 6引入了OFDMA技術(shù),后面多了個(gè)字母A,其全稱也就變成了正交頻分復(fù)用多址 。多址就是多用戶復(fù)用的意思 。
OFDM vs. OFDMA
OFDMA可以支持多個(gè)用戶在同一時(shí)刻共享所有子載波 。相當(dāng)于運(yùn)輸公司把多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包,共同裝車,充分利用車廂容量,大家的發(fā)貨速度就都加快了,頻譜效率得以提升 。
MIMO/波束賦形
路由器上面的天線數(shù)量是越來越多,從看不到天線,到一根,兩根,三根,四根,六根,八根…現(xiàn)在不管啥價(jià)錢的路由器,都長得跟螃蟹似的,張牙舞爪好不唬人 。
為啥要用這么多天線?就是為了更好地實(shí)現(xiàn)MIMO(多輸入多輸出)技術(shù) 。簡單來說,就是在信號發(fā)射時(shí),用多根天線來同時(shí)發(fā)送多路不同的數(shù)據(jù),速度自然成倍提升;在接收時(shí),多個(gè)天線同時(shí)接收手機(jī)發(fā)來的信號,跟戴了助聽器一樣,接收靈敏度也得到了增強(qiáng) 。
單用戶MIMO(SU-MIMO)
如果所有天線同時(shí)只為一個(gè)用戶服務(wù),就叫做單用戶MIMO(SU-MIMO) 。更進(jìn)一步,路由器四路發(fā)射,手機(jī)四路接收,也可以更精細(xì)地叫做4×4 MIMO 。
有時(shí)候,路由器的天線眾多能力強(qiáng)悍,但四顧茫然,發(fā)現(xiàn)手機(jī)個(gè)個(gè)都是弱雞 。路由器能發(fā)4路信號,但手機(jī)最多只能收兩路,最終下來路由器也就不得不配合著只發(fā)兩路 。這不是浪費(fèi)么?
多用戶MIMO(MU-MIMO)
解決辦法也是有的,一個(gè)手機(jī)的接收天線少,多個(gè)手機(jī)加起來不就多了?于是,路由器便將多個(gè)手機(jī)一起考慮,視作一個(gè)功能強(qiáng)大的虛擬手機(jī),這樣就又能實(shí)現(xiàn)高階MIMO了 。這種多手機(jī)共同參與的MIMO就叫做多用戶MIMO(MU- MIMO),又叫虛擬MIMO 。
除此之外,多個(gè)天線還可以通過波束賦形技術(shù),形成指向性的窄波束,對準(zhǔn)用戶精準(zhǔn)覆蓋 。由于窄波束的能量集中,因此可以覆蓋得更遠(yuǎn),穿墻效果也能得以提升 。
波束賦形
這樣看來,路由器的天線個(gè)數(shù)是多多益善呀,買路由器就一定要挑天線多的嗎?這可能是一個(gè)陷阱 。天線再多,只是在堆一些外部看得見的硬件而已,看起來牛逼閃閃,但內(nèi)部的設(shè)計(jì)到底能否支撐這么多天線還是未知數(shù) 。
更重要的是,不論是MIMO,還是波束賦形,都是需要軟件算法支撐的,這里面的復(fù)雜度遠(yuǎn)高于硬件,不同廠家算法優(yōu)化能力不同,可能導(dǎo)致很大的性能差異 。
因此,建議在購買路由器時(shí),不用太關(guān)注外部到底能看到多少根天線,而要看他們的產(chǎn)品宣傳,是否支持波束賦形,4x4MIMO,或者M(jìn)U-MIMO?如果廠家在這方面的宣傳聲勢很大,那至少說明他們對這些功能比較自信并將其作為賣點(diǎn) 。
調(diào)制編碼策略(MCS)
調(diào)制編碼,分為調(diào)制和編碼兩部分,它們共同決定了單位時(shí)間可以同時(shí)發(fā)送的比特?cái)?shù) 。調(diào)制編碼策略一般將調(diào)制和編碼兩部分綜合起來分為多個(gè)等級,級別越高,數(shù)據(jù)發(fā)送的速率也就越快 。
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