WIFI6 技术解读及其对 5G 发展的影响分析

摘要：随着智能设备越来越丰富，同一WIFI 下的智能设备数量越来越多，WIFI 下的用户体验越来越糟糕。针对多用户接入带来的WIFI 网络效率低下（或用户被挤下去，或所有用户速率大幅下降，亦或 WIFI 网络瘫痪），WIFI6 的横空出世，则带来了用户体验提升的福音。WIFI6 引入多项先进技术，可有效解决网络容量和传输效率的问题。本文对 WIFI6 的技术特点进行了解读，指出了 WIFI6 与 5G 的互补趋势，旨在为技术人员分享前沿科技，为技术攻关与产品选型提供技术支撑。

关键词：WIFI；5G；发展；用户体验

一、WIFI6 的技术解读 WIFI6 技术优势

在人们的工作生活中，WIFI 无处不在，不可或缺。与前 5 代技术或协议不同，WIFI6 不再片面地追求协议的极限聚合吞吐性能，而是转为更加重视客户的用户体验，重心放在多用户场景下的真实性 能提升。

WIFI6 使用的技术及其技术优势如下：（1）1024-QAM：WIFI5 使用的是 256-QAM，在该模式下，每个数据子载波可以携带 8bit 的数据。进入到 WIFI6 时代，WIFI6 使用了 1024-QAM，每个数据子载波可以携带 10bit 的数据。这样，理论上，数据的传输速率，提升了25%。（2）OFDMA：WIFI5 使用的是 OFDM 技术，将一个报文中的所有子载波全部提供给单一用户用于通信。在 WIFI6 中，使用的是OFDMA 技术。OFDMA 是 OFDM 的演进，该技术将每个子载波再次进行切分，这样，可接纳更多的用户，将切分后的子载波分配给不同的 用户进行并发通信。这样，基于 OFDMA 的 WIFI6，极大地减少了帧前导和帧间隙以及众多终端之间竞争退避的时间消耗，从而提升了多用户并发场景的通信效率。（3）SR 空间复用：传统WIFI 采用基于竞争的载波监听技术，会根据传输报文中的 Duaration 字段设置网络占用指示 NAV，从而让空口传输有序进行。在单一 AP 覆盖下，这种机制运转完美。然而，当采用多个 AP 组网时，网络的吞吐性能会大打折扣。基于此，在 WIFI6 时代，采用了 SR 空间复用技术，使用了两套NAV 机制，这样，可以通过 AP 的设置，使得网络中的一台 AP 在其相邻 AP 工作时也能正常进行无线传输，从而大幅提升网络整体容量， 获得空间复用增益。（4）2.4G/5G 双频：WIFI5 只能支持一个 5GHz 频段，而WIFI6 使用的 802.11ax 协议，可同时支持 2.4GHz 和 5GHz 两个频段，这样，WIFI6 就可以向下兼容 WIFI1-WIFI5 了。（5）双向MU-MIMO：在 WIFI5 时代，双向 MU-MIMO 技术仅支持下行单向。在 WIFI6 时代，双向 MU-MIMO 技术扩展为 UL/DL 双向，进一步提升了同一时刻AP 可连接的终端数。（6）TWT 节电管理技术：允许设备协商各自的唤醒时间和睡眠时间，减少不必要的空口竞争，进而达到 延长终端电池寿命的目的。 WIFI6 的产业链

WIFI6 的产业链，涵盖了技术、生产、投资、用户、应用等多个方面， 每个环节都至关重要，不可成为瓶颈。综合起来，WIFI6 的产业链主要体现在 4 个方面：

芯片：全球 WIFI 芯片的研发与生产厂商，非常之多，比如因特尔、高通等。这些芯片厂商，不仅技术成熟，而且研发后备能力强劲， 支撑到位。同时，一线的龙头厂商，纷纷表态，已有成熟的 WIFI6 芯片解决方案。

模组：模组的准入门槛要求适中，一般企业均具备相关的 资格。国内企业可以通过自主品牌、贴牌代工等方式生产模组产品。

网络设备：网络设备的类型包括 AP 热点、企业接入 AP、家庭网关、家庭无线路由器等。当前，华为、小米、TP-LINK 等厂商，均已推出了相应的产品。比如，2020 年年初，小米发布首款支持 WIFI6 网络技术的路由器，该款路由器采用高通六核处理器与 6 路外置信号放大器，同时还带有的智能天线，提供支持 11ax 技术的2.4GHz 和 5GHz 两个频段，双频并发无线速率高达 2976Mbps。

终端：主要包括智能受持终端（手机）和笔记本电脑。预计 正在大范围的 5G 终端，将全面支持WIFI6 功能。 二、性能对比 总体性能对比

汇总 ITU 给出的 5G 需求规格，以及 802.11ax 的性能参数。可以看到 WiFi 再部分特性规格上已经达到 5G 的规划需求，特别是在高密度场景的区域业务性能密度上，远远超出 ITU 对 5G 的要求。相比WiFi，5G 在移动性上明显优势，在室外高速场景下有突出优势。 WiFi6 特性

从上述技术分析与 WiFi6 的规划特性看，WiFi6 特别适合三类应用场景：有大量并发流量的场景，特别是有大量上行流量需求的应用； 有低时延传输要求的场景；低功耗低成本M2M 的局域应用。大流量应用场景，例如智慧教学的大量视频点播，无线办公的文件传输业务， 家庭内多终端视频播放。在这类场景下，WiFi6 能够提供高达 6Gbps 的实际吞吐性能，按照 UHD 视频接近 20Mbps 的传输要求，多用户50% 的吞吐降额计算，也可以支持高达 150 个用户的UHD 视频并发传输需求。低时延应用，例如生产现场的机器控制，AR/VR 的传输等。从功耗角度看，相当于终端可以采用更低的功率进行传输，而保证传 输距离不变，在这种应用模式下，WiFi 的峰值耗电能够从 100mA 降低到 10mA 级别，接近蓝牙的峰值功耗。此外，TWT 技术的采用，让终端能够更有效率地进行休眠，这两种改善意味着极低的终端成本与续 航能力。

表 1 WIFI6 与 5G 的优劣势对比

总结而言，WiFi6 采用了与 5G 相同的底层物理技术来提升网络速率和容量，不过基于运营商的无线系统和非授权无线系统之间依然存在许多差异，这些差异体现在成本、基础设施布局，以及它们为企业网络操作人员提供的管理控制级别等方面。所以，WiFi6 不会取代 5G 技术。如果有数百台甚至数千台的物联网设备需要无线连接，室内领域 WiFi6 将是连接物联网设备的必选无线技术，而在室外则是以 5G 作为首选无线传输模式，以获得具备足够速度

和可靠性的连接。因此作为局域网的领先技术，WiFi6 将成为 5G 网络的一个重要的互补技术， 有效的成为室内应用场景的重要支撑技术 三、未来发展方向 3.1WiFi6

WiFi6 虽然在传统 WiFi 基础上，做了很大改善，但由于未来无线化趋势，要求无线网络能够尽可能的替代有线网络，并且性能不发生明显恶化，M2M 类的应用也要求无线能够尽量满足低功耗、长距离高冗余的接入方式。此外，无线网络还能够提供更多的增值业务，如定位、 AI 智能交互，甚至具备无线充电能力。 3.25G

对于 5G 网络而言，目前最主要的制约问题在于网络的部署成本更高，企业级的网络过于复杂化。此外，5G 网络对于 M2M 设备而言， 还存在终端成本高、功耗大的问题。对于网络的部署成本，可以考虑 到通过考虑采用类似WiFi 的微微基站架构，在部分区域，如室内，允许多基站之间存在一定的干扰，从而采用极为廉价的前端，通过常规 往下进行接入，多基站间通过空口进行同步优化。同时，优化核心网架构，允许部分场景如盲点区，通过业主自建 5G 低

成本基站进行覆盖，以及可以允许多个流量出口，部分应用可以 配置为通过业主网络，提供企业内部的业务接入，以及针对企业内部 办公员工提供此类特定地点的免费网络流量服务。 四、结语

通过对 WiFi6 与 5G 技术的对比分析，可以看出两种网络在不同性能参数上各有优劣，WiFi 依然能够在较低成本下，提供最高密度 / 容量接入，此外大幅度改善了大规模组网、M2M 接入等性能；5G 引入了大量的频带，有效解决了公共区域的热点覆盖问题，并继续加强 了移动性，且在一定程度上降低了室内建网成本。由于视频、游戏以 及 M2M 业务的迅速增加，以及潜在 AI，AR/VR 应用的兴起，并综合考虑终端类型与运营建设成本，未来WiFi6 与 5G 仍将相互配合，在不同场景下，发挥各自优势，满足最终用户的需求。对于 WiFi 与 5G 产商而言，都需要不断加强各自产品的吞吐、时延以及M2M 接入能力， 并解决在实际场景应用中遇到各类的问题，最终为用户提供最优质的 互联网接入。 参考文献

杨钊 . 基于 WIFI 技术室内定位系统设计 [J]. 电脑知识与技术,2019(12). 陶存心 . 无线 WIFI 技术应用及发展介绍 [J]. 中国新通信,2019(11). 褚以琳 .WIFI 安全风险及应对策略研究 [J]. 信息技术与信息化,2019(10).