什么是WiFi 6?

WiFi 6,即802.11 ax,是第六代无线网络技术,提供最高9.6Gbps速率,支持8用户并发。相较于WiFi 5,WiFi 6在高密度环境下用户平均吞吐量提升4倍,并发用户数提升3倍。主要优势包括更快的速度、更广的频段支持、更高的调制方式、双向MU-MIMO、OFDMA技术、增强的WPA3安全性和TWT节能管理。这些特性使得WiFi 6在速度、兼容性、能效和并发性能上均有显著提升。

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什么是WiFi 6?

WiFi 6,又称为802.11 ax,是第六代无线网络技术。WiFi 6的最高速率可达9.6Gbps,最多可支持8个用户同时通讯。对比WiFi5,WiFi6在高密环境下用户平均吞吐量提高4倍,并发用户数提升3倍。

对比WiFi 5,WiFi6有哪些优势?

  • WiFi5最高速率6.9Gbps,WiFi6最高速率9.6Gbps,理论速度提升了40%

  • WiFi5只支持5G频段,WiFi6同时支持2.4G和5G频段,完整涵盖低速与高速设备,覆盖范围更远

  • WiFi5支持256-QAM,WiFi6支持1024-QAM,单条空间流数据吞吐量提高了25%

  • WiFi6支持WPA 3安全协议,比WiFi5更安全

  • WiFi6支持TWT技术,比WiFi5更省电

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WiFi6 技术特点

  • 兼容性
    AP向下兼容802.11 a/b/g/n/ac设备;WiFi6的设备可以与WiFi5的AP进行数据交互
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  • 1024-QAM
    WiFi6使用更高的调制方式,从WiFi5的256-QAM提升到了1024-QAM,协商速率提升了25%;WiFi6的子载波数量从WiFi5的512提升到了2048,提高了4倍;子载波间距从312.5kHz变成78.125kHz,缩减到四分之一;WiFi6采用LongOFDM symbol发送机制,发包持续时间从原来的3.2us提升到12.8us,更长的发送时间可降低终端丢包率

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  • MU-MIMO DL/UL
    WiFi5只支持下行MU-MIMO技术,WiFi6同时支持上下行的MU-MIMO技术;WiFi5只支持4个用户的MU,WiFi6最多同时传输8个用户的数据
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  • OFDMA
    WiFi6引入了OFDMA数据传输模式,它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。同时将最小的子信道称为RU,每个RU当中至少包含26个子载波,用户是根据时频资源块RU区分出来的。
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    OFDMA相比OFDM一般有三点好处:
  • 更细的信道资源分配
  • 提供更好的QOS
  • 更多的用户并发及更高的用户带宽

OFDMA支持多用户通过细分信道来提高并发效率,MU-MIMO支持多用户通过使用不同的空间流来提高吞吐量。下表是OFDMA与MU-MIMO的对比:
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  • SR空间复用
    设备识别来自OBSS的信号,并根据相关信息来进行空口冲突判断与干扰管理。核心技术包括:
    引入BSS-COLOR快速识别BSS,提升信号接收和解调效率
    通过CCA门限动态调整,降低信道干扰对信号发送的影响

  • TWT节能管理
    TWT(目标唤醒时间)是WiFi6支持的另一个重要的资源调度功能。它允许设备协商什么时候和多久会被唤醒,然后发送或接收数据。此外,WiFi AP可以将客户端设备分组到不同的TWT周期,从而减少唤醒后同时竞争无线介质的设备数量。

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### 什么是WiFi的频率? WiFi的频率是指无线网络设备在运行时所使用的电磁波频段,它决定了无线信号的传播特性、传输速率以及与其他设备的兼容性。目前主流的WiFi频段主要有2.4GHz和5GHz两个频段[^1]。 #### 2.4GHz频段的特点 2.4GHz频段属于全球通用的ISM(工业、科学和医疗)频段,广泛用于多种无线技术,如蓝牙、ZigBee和旧版WiFi设备。该频段的信号具有较强的穿透能力和较广的覆盖范围,适合需要较大覆盖区域的应用场景。然而,由于其频谱资源有限,容易受到其他设备的干扰,尤其是在密集环境中,如公寓楼或多用户办公场所。2.4GHz频段通常被划分为14个信道,每个信道的中心频率间隔为5MHz,但实际可用信道数量因地区而异[^5]。 #### 5GHz频段的优势 5GHz频段提供了更多的带宽和更低的干扰水平,因此能够支持更高的数据传输速率。这个频段包含了多个非重叠信道,允许同时使用多个信道而不产生相互干扰,这对于高密度网络环境非常有利。此外,5GHz频段还支持更宽的信道宽度(如40MHz、80MHz甚至160MHz),进一步提高了数据吞吐量。不过,5GHz信号的波长较短,导致其穿透障碍物的能力不如2.4GHz频段,因此在设计无线网络时需要考虑更多的接入点来保证良好的覆盖[^1]。 #### WiFi协议与频率的关系 WiFi协议是一系列基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术协议,目前已经有以下7个版本: - **WiFi 1 (802.11b)** 发布于1999年,工作于2.4GHz频段,最大理论速率为11Mbps,使用直序扩频(DSSS)和DBPSK/DQPSK调制。 - **WiFi 2 (802.11a)** 发布于1999年,工作于5GHz频段,最大理论速率为54Mbps,使用正交频分多址(OFDM)和BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM调制。 - **WiFi 3 (802.11g)** 发布于2003年,工作于2.4GHz频段,最大理论速率为54Mbps,与802.11a相当,向后兼容802.11b,支持DSSS和OFDM。 - **WiFi 4 (802.11n)** 发布于2009年,支持2.4GHz和5GHz双频段,引入MIMO技术,最大理论速率为600Mbps,支持20MHz和40MHz信道带宽。 - **WiFi 5 (802.11ac)** 发布于2014年,仅工作于5GHz频段,最大理论速率为6.9Gbps,支持80MHz和160MHz更宽信道带宽。 - **WiFi 6 (802.11ax)** 发布于2019年,支持2.4GHz和5GHz双频段,引入OFDMA等技术,最大速率为9.6Gbps,提高了频谱利用率和多用户并发能力。 - **WiFi 7 (802.11be)** 预计于2024年发布,支持2.4GHz、5GHz和6GHz三频段,最高理论速率可达46Gbps,是WiFi 6的4.8倍,采用MLO、Preamble Puncturing等新技术[^2]。 #### 信道规划与干扰管理 在部署WiFi网络时,合理选择信道至关重要。对于2.4GHz频段,通常推荐使用1、6和11这三个不重叠的信道之一,以减少邻近网络之间的干扰。而在5GHz频段,则可以根据具体需求选择不同宽度的信道,并利用动态频率选择(DFS)功能避开雷达系统使用的信道[^4]。为了优化性能,现代路由器往往具备自动信道选择能力,可以根据周围环境自动调整到最佳信道[^2]。 #### 实际应用中的频率选择 当决定使用哪个频段时,用户应该根据自己的实际需求来做决策。如果追求更广的覆盖范围和更好的穿墙能力,那么2.4GHz可能是更好的选择;若更看重速度和稳定性,尤其是在近距离内传输大量数据,则5GHz会是更优解。值得注意的是,虽然理论上5GHz提供更快的速度,但在某些情况下,比如距离路由器较远或存在较多物理障碍的情况下,2.4GHz可能反而表现得更加稳定可靠[^3]。 ```python def get_wifi_frequencies(): frequencies = { "2.4GHz": ["2412 MHz", "2417 MHz", "2422 MHz", "2427 MHz", "2432 MHz", "2437 MHz", "2442 MHz", "2447 MHz", "2452 MHz", "2457 MHz", "2462 MHz", "2467 MHz", "2472 MHz"], "5GHz": ["5180 MHz", "5200 MHz", "5220 MHz", "5240 MHz", "5260 MHz", "5280 MHz", "5300 MHz", "5320 MHz", "5500 MHz", "5520 MHz", "5540 MHz", "5560 MHz", "5580 MHz", "5600 MHz", "5620 MHz", "5640 MHz", "5660 MHz", "5680 MHz", "5700 MHz", "5720 MHz", "5745 MHz", "5765 MHz", "5785 MHz", "5805 MHz", "5825 MHz", "5845 MHz", "5865 MHz", "5885 MHz"] } return frequencies # 获取WiFi频率列表 wifi_freqs = get_wifi_frequencies() print("2.4GHz频段信道中心频率:") for freq in wifi_freqs["2.4GHz"]: print(freq) print("\n5GHz频段信道中心频率:") for freq in wifi_freqs["5GHz"]: print(freq) ```
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