概覽??? 802.11ax，也稱為高效無線(HEW)，的目標是在密集用戶環境中將用戶的平均吞吐量提高至少4倍，這一目標極具挑戰性。 這一新標準側重于實現機制，旨在在多用戶環境中為更多用戶提供一個一致、可靠的數據流（平均吞吐量）。 本文將探討新興的機制，使廣受歡迎的802.11ax標準成為高效無線的標題。
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在密集用戶環境中提高用戶吞吐量

1. 引言

2015年，著名的汽車制造商法拉利發布了新版本的入門級車型： the Ferrari California T. 這款時尚跑車配備3.9升渦輪增壓V8發動機，能夠產生超過412千瓦（553馬力）的動力，可在3.6秒鐘內從零加速至100公里/小時（0至62英里/小時），這簡直是工程界的一大奇跡。 [1]
法拉利的設計師考慮了發動機、車身和內飾的許多細節，使這款車輛成為日常車型，同時以驚人的速度提供最精確的處理、流體運動和性能。這個偉大設計將大大縮短了每天上下班的時間。 然而，在大城市大部分時間停停走走的擁擠交通狀況下，紅色法拉利敞篷車又能如何發揮作用呢？

今天很多人發現自己處于這種情況。駕駛意大利跑車可能不是特權，但是卻能夠享受快速的無線連接鏈路。第一個802.11b Wi-Fi標準（1999年）的最高鏈路速率為11 Mbps。這是很好的開始，但明顯慢于有線連接。幾年后，隨著正交頻分復用(OFDM)技術的出現，802.11a/g標準（2003年）將速度提高到54Mbps。

接下來的鏈路速度提高歸功于802.11n（2009年），為用戶提供高達150 Mbps的單流鏈路。802.11ac標準（2013年）提供了更寬的信道（160MHz）和更高階的調制（256-QAM），使得單個空間流的鏈路速度達到866Mbps成為可能。如果使用規定的最高8個空間流，這一工程奇跡的最高速度理論上將達到6.97 Gbps。理論上，使用802.11ac相當于用一臺加強馬力的法拉利來替代自行車，甚至是替代家庭轎車。

然而，接近7Gbps的速度可能只能在RF實驗室的受控跑到環境中實現。實際上，當用戶使用忙碌的機場終端的公共Wi-Fi查看電子郵件時，數據流量通常會令人沮喪。IEEE 802.11無線局域網標準——802.11ax——新修訂的版本正是為了改善這一狀況。

802.11ax，也稱為高效無線(HEW)，的目標是在密集用戶環境中將用戶的平均吞吐量提高至少4倍，這一目標極具挑戰性。這一新標準提供了超過802.11ac的原始鏈路速度，實現了多種機制，可以在擁擠的無線環境中為更多的用戶提供一致且可靠的數據吞吐量。

2. 主要特點和應用

高效無線包括以下主要功能：

向后兼容802.11a/b/g/n/ac

在高密度情景下，如火車站、機場和體育館，將用戶平均吞吐量提高4倍。

與802.11ac類似的數據速率和信道寬度，但采用基于1024-QAM的新調制方案和編碼集（MCS 10和11）。

通過MU-MIMO和正交頻分多址(OFDMA)技術指定下行鏈路和上行鏈路多用戶操作。

更大型的OFDM FFT（大4倍）、較窄的子載波間隔（近4倍）和更長的符號時間（4倍），以提高多徑衰落環境和室外的魯棒性和性能。

優化了流量和信道訪問

更好的電源管理，延長電池使用壽命

高效無線還適用于以下目標應用：

移動數據卸載： 到2020年，每月將產生38.1埃字節的Wi-Fi卸載流量，而且將持續超過預計的每月移動/蜂窩流量（30.6埃字節）。 [2]這

相當于每分鐘通過這些網絡傳輸6000多部藍光電影。

具有多個接入點的環境和具有異構設備的高集中用戶（機場Wi-Fi≠家庭Wi-Fi）

室內/戶外混合環境

圖 1. 802.11ax要部署的場景示例包括具有高用戶密度和混合環境的體育場

3. 當前密集環境下的Wi-Fi吞吐量挑戰

802.11協議使用載波偵聽多路訪問(CSMA)方法，其中無線站(STA) 首先感測信道，并且僅當它們感知信道空閑時才會發射信號，以避免沖突?？臻e是指無線站沒有檢測到任何802.11信號。當一個STA檢測到另一信道時，它會在隨機時間段內等待此STA停止傳輸，而后再次監聽此信道是否將進入空閑狀態。當STA能夠傳輸時，他們會傳輸整個數據包的數據。

Wi-Fi STA可以使用請求發送/清除發送(RTS/CTS)調解對共享媒體的訪問。接入點(AP)每次僅為一個站點簽發一個CTS數據包，反過來，STA會將其整幀發送至該AP。 然后，STA等待來自AP的確認字符（ACK），表示已正確接收該數據包。 如果STA沒能及時接收ACK，它將假設此ACK數據包與某個傳送中的數據包相撞，這時該STA將被移入二進制指數退避階段。 它會嘗試訪問媒體并在退避計數器失效時重新傳輸數據包。

圖 2. 空閑信道評估協議