WiFi 發展史1971年美國夏威夷大學研發出第一個WiFi雛形1980年代NCR公司開發出WaveLAN，被公認為是WiFi的先驅1990年基於未授權頻譜的無線通訊IEEE 802.11工作組成立1997年WiFi標準第一版802.11無線標準釋出，採用未授權的2.4GHz頻段，傳輸速率為2Mbps1999年802.11b協議釋出，速率達到11Mbps2000年，基於5.8GHz頻段的802.11a標準釋出，速率達到54Mbps，但不相容802.11b2003年802.11g釋出，速率達到54Mbps，且採用跟802.11b同樣的頻段2009年802.11n釋出，該協議可以工作在2.4GHz或5.8GHz頻段(但不同時執行)，還引入了可選的MIMO和40Hz頻寬，使802.11n的頻寬達到了802.11 g的兩倍。若採用相同的20Hz頻道寬度配置，802.11n網路可以達到72Mbps的速度。如果使用雙倍寬度的40Hz頻道，以及多個天線，資料速度甚至能夠高達600Mbps2013年802.11ac釋出，速度達到Gpbs級別，由於支援5.8GHz頻段而實現160Hz的頻寬。透過波束成形(beamforming)和支援多達8個MIMO資料流，所實現的資料速率可以從最低的433Mbps到6.8Gbps2019年802.11ax(WiFi 6)釋出，傳輸速率達到10Gbps，下一步802.11ay可達20GpbsWiFi理論速率計算：

WiFi的無線傳輸速率可以按照下面的計算公式進行計算。

整機速率 = 空間流數量 * 1/(Symbol+Gi) * 編碼方式 * 位元速率 * 有效子載波數量

空間流數量：其實就是AP 的天線，天線數越多 ，整機吞吐量也越大，就像高速公路的車整機吞吐量也越大， 8車道一定會比4車道運輸量車道運輸量更大。當前家用路由器主流都支援2條空間流，商用的AP支援4條流的也比較多。802.11ac和802.11ax單射頻支援的最大空間流數量均為8。

Symbol 與 GI：Symbol 就是時域上的傳輸訊號，相鄰的兩個 Symbol之間 需要 有一 定的空隙（GI ）， 以避免 Symbol之間的干擾。不同 WiFi 標準下的間隙也有不同 ，一般來說傳輸速度較快時 GI 需要適當增大。

編碼方式：編碼方式就是調製技術，即 1個 Symbol裡面能承載的bit數量 。從 WiFi 1到 WiFi 6，每次調製 技術的提升，都能至少給每條空間流速率帶來 20 %以上的提升。

位元速率：理論上應該是按照編碼方式無損傳輸，但現實沒有這麼美好。傳輸時需要加入一些用於糾錯的資訊碼，用冗餘換取高可靠度。位元速率就是排除糾錯碼之後實際真實傳輸的資料碼佔理論值的比例。

有效子載波數量：載波類似於頻域上的 Symbol，一個子載波承一個Symbol，不同調制方式及不同頻寬下的子載波數量不一樣。HT20代表20MHz的頻寬，HT80代表80MHz的頻寬，具體能使用多大的頻譜頻寬與當地國家的規定和網路設計有關。特別在採用WiFi規模組網的時候，為了較小不同AP之間的干擾，會採用錯開使用的方式。

根據以上公式，我們可以計算一下 802.11ac 與 802.11ax 在 HT80頻寬下的單條空間流最大空間流最大 速：

WiFi 6/802.11ax的目標

主要改進目標有：

1. System performance：在高密部署場景中提升至少4倍的每使用者平均吞吐效能，並改善終端

裝置的電力消耗；降低通訊延遲以滿足高密場景的QoS應用需求。

2. Spectrum Efficiency：提高無線頻譜資源的利用效率，並提供管理臨近裝置的干擾的能力，以

改善高密部署中的效能。

3. Bands of Operation：規定11ax工作的頻段在1Ghz~6Ghz之間。即，包含傳統的2GHz和

5GHz頻段，以及新增的6Ghz頻段。

可以看到，在11ax的目標中沒有對最大連結速率的要求，而是高密、多使用者、效率等關鍵字。這

一代協議將朝著更實用、更貼近使用者場景的方向邁進。

WiFi 6/802.11ax的關鍵技術

一、OFDMA頻分複用技術

OFDM基礎知識：OFDM（正交頻分複用）應用在11a、11g、11n及11ac中。與單載波調製方式不同，OFDM將整個載波頻段切分成大量緊鄰的子頻段（子載波），每個子載波採用傳統的調製方案，進行低符號率調製。

以11ac 20Mhz頻寬為例，子載波的頻寬為312.5Khz，子載波數量為64個。每個子載波上，被切分為一個個3.2us的碼元+0.8us的保護間隔。然後，64個子載波透過反向傅立葉變換生成時域的訊號進行傳送。接收端透過傅立葉變換將訊號分解為64個子載波，解調每個子載波的資料，透過重新組合得到傳送的資料。OFDM方式有頻譜效率高，頻寬擴充套件性強，抗多徑衰落等優點，因此廣泛應用於無線通訊領域。

802.11ax引入OFDMA：OFDMA（正交分頻多重進接），是OFDM技術的演進。OFDM技術中，一個報文中的所有的子載波都用於和單一使用者通訊；OFDMA中，一個報文中不同的子載波可以分配給不同的使用者進行併發的通訊。OFDMA方式減少了幀前導（Preamble）和幀間隙（SIFS等）及終端之間競爭退（Contention）的時間消耗，從而提升了多使用者併發場景的通訊效率。

11ax協議中將子載波定義劃分了幾種不同的用途：

● Data子載波：用於傳輸資料。

● Pilot子載波：分佈在Data子載波內部，輔助Data子載波做同步相位等。

● Unused子載波：又分為DC載波、Guard band子載波，Null子載波。這些子載波也起到輔助和保護的作用。

其中，協議規定了幾種不同大小的Data子載波集合，即可分配給單個使用者的子載波集合，稱為RU（Resource Unit）。

● 26-tone with 2 pilots

● 52-tone with 4 pilots

● 106-tone with 4 pilots

● 242-tone with 8 pilots

● 484-tone with 16 pilots

● 996-tone with 16 pilots

（注：tone即為子載波，26-tone就是26個子載波組成的RU，11ax中每個子載波頻寬為78.125KHz，26-tone約為2MHz，是單個使用者可分配的最小單位；pilot子載波佔據響應數量的子載波，所以26-tone with 2 pilots實際的資料子載波為24個）

上圖列出了20MHz頻寬下的4種不同大小的RU基本組合：

1. 9x 26-tone，即單個報文的子載波平分給9個終端（中間的一個RU被DC切開）

2. 4x 52-tone + 1x 26-tone，共5個終端

3. 2x 102-tone + 1x 26-tone，共3個終端

4. 1x 242-tone，1個終端獨佔所有子載波

下表列出了各頻寬下不同大小的RU的最大數量：

可以看到，在典型的80Mhz頻寬下可以實現37或16終端的大容量併發，這在一些典型的高密併發場景可以帶來明顯的增益。

OFDMA與 OFDM模式 下多使用者吞吐量模擬

二、1024QAM調製技術

在11ac時代最大支援256QAM。11ax引入了更高階的編碼即1024QAM，單位訊號可以表達10bit（1024種）的資訊，相比256QAM效能提升了25%。

由於1024QAM資訊密度的增加，攜帶不同編碼的訊號之間的區別也更小，對訊號質量的要求也更高。因此該技術在無線環境較好、距離較近的場景中才能充分發揮優勢，如訊號良好小型的辦公室、會議室等。