產(chǎn)生背景
隨著WI-FI標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)，不得不承認(rèn)我們?cè)谏钪袑?duì)其依賴性也是逐漸增加。自1997的第一代802.11標(biāo)準(zhǔn)開始到如今的802.11ac（WI-FI5），WI-FI得到了空前的發(fā)展。802.11ac的上一代的802.11n（WI-FI4）時(shí)代，在一個(gè)理想的條件下，它支持的最大速率是600Mbps，但是隨著科技的巨速發(fā)展，人們對(duì)速率、帶寬、終端個(gè)數(shù)的要求也隨之越來(lái)越高，對(duì)體驗(yàn)度的更是越來(lái)越苛刻，802.11n（HT, High Throughput）已經(jīng)不能滿足人們的需求，此時(shí)802.11ac順勢(shì)而生。
IEEE 802.11 工作組在 2013 年發(fā)布了 802.11ac（VHT，Very High Throughput） 的標(biāo)準(zhǔn)，但802.11ac是基于 5G 頻段的 802.11n技術(shù)，也就是它并不支持2.4G頻段，所以說(shuō)802.11ac是在802.11n基礎(chǔ)上的一次重大改革，而非革命。通過(guò)物理層、mac 層一系列技術(shù)更新，使802.11ac實(shí)現(xiàn)了1Gbps 以上傳輸速率的支持，并且它的最高速率可達(dá)6.9Gbps，這是一次重大的突破。與其他標(biāo)準(zhǔn)一樣，它向后兼容802.11n/a標(biāo)準(zhǔn)。但是由于WI-FI聯(lián)盟將802.11ac推向市場(chǎng)的階段不同，所以分為802.11ac Wave1和Wave2。
一 WI-FI5 技術(shù)解析
如上一段落所述，由于11ac僅支持5G頻段，所以我們習(xí)慣與同樣支持5G頻段的11a和11n進(jìn)行對(duì)比，下表是IEEE 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)11n與11ac的對(duì)比。
從上表中，我們可以發(fā)現(xiàn)11ac的整體架構(gòu)雖然與11n一樣，但是在物理層與Mac中做了重大改變。得益于最大帶寬，新增的MU-MIMO，以及256-QAM這些技術(shù)的突破，11ac的最大的速率達(dá)到了6.9Gbps，而11n的最大速率是600Mbps，兩者相差了10倍之多，可謂是奇跡。盡管2013年推出的11ac Wave1的第一代產(chǎn)品，它的最大速率也是1.3Gbps，至此人們可以在WI-FI領(lǐng)域中，享受到Gbps的體驗(yàn)度，可謂是一個(gè)里程碑。
二 WI-FI 5核心技術(shù)
于PHY層和Mac而言，802.11ac在Mac層上所做的改進(jìn)不多，主要改進(jìn)的是在PHY做了優(yōu)化，所以下面僅對(duì)物理層的4個(gè)主要核心技術(shù)進(jìn)行概述。
- 調(diào)制模式
802.11ac與802.11n繼續(xù)采用了OFDM調(diào)制方式，不過(guò)802.11ac采用256 階正交振幅調(diào)制（256-QAM）， 每一個(gè)符號(hào)可以攜帶8bit數(shù)據(jù)，與之相對(duì)802.11n采用了64階正交振幅調(diào)制（64-QAM），即每一個(gè)符號(hào)攜帶6bit數(shù)據(jù)，這樣可以推算出速率提高了33%.詳見下圖。
空間流數(shù)
802.11n最大支持4*4MIMO，而802.11ac最大則支持8*8MIMO，所以在TX側(cè)與RX側(cè)有了很大的提升。但是我們需要知道的是，即使AP是8*8的MIMON，但是STA受空間或者成本的限制，比如一般手機(jī)是1條流，電腦是2條流，在這種情況下，STA會(huì)影響這網(wǎng)絡(luò)的速度，也就是說(shuō)如果STA是1*1的MIMO，即使AP是8*8MIMO，那么網(wǎng)絡(luò)速度會(huì)按照STA的1MIMO。
MU-MIMO技術(shù)
802.11n技術(shù)僅支持MIMO，也就是SU-MIMO，此協(xié)議規(guī)定同一時(shí)刻，只能向一個(gè)Station在發(fā)送，而802.11ac規(guī)定，最多并發(fā)向 4 個(gè) Station 發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè) Station 最多發(fā)送 4 條空間流。但值得注意的是向不同的 Station 發(fā)送時(shí)，可以使用不同編碼方式或者空間流數(shù)，但必須使用相同的 MCS。
MU-MIMO技術(shù)是802.11ac非常高光的技術(shù)，它提高了無(wú)線接入點(diǎn)的并發(fā)量和終端上網(wǎng)速度。
帶寬增加
在 802.11n 協(xié)議中，規(guī)定將兩個(gè)相鄰的 20MHz 子信道綁定在一起，變?yōu)闉?40MHz 信道，獲得兩倍于單個(gè)信道的效果 。
802.11ac 協(xié)議則做了更大的優(yōu)化：兩個(gè)相鄰的 20MHz 子信道綁定為一個(gè) 40MHz 的信道后，將兩個(gè)相鄰的 40MHz 子信道綁定為一個(gè)80MHz 的信道，再兩個(gè) 80MHz 子信道綁定為一個(gè) 160MHz 的信道（160MHz 和 80MHz+80MHz）。 80+80 的模式 表示兩個(gè)非連續(xù)的 80MHZ 因合并而得成的160MH。如下圖所示：
從上圖可知，信道的擴(kuò)寬使得可用數(shù)據(jù)子載波數(shù)增加，40MHZ有108個(gè)子載波數(shù)，而80MHZ卻有234個(gè)，達(dá)到了2倍多的增速。
三 總結(jié)
物理層的這四個(gè)主要核心技術(shù)，加之Mac層的A-MPDU 幀聚合技術(shù)等使得802.11ac技術(shù)自一問世，就廣受人們青睞，人們獲得了更好的信號(hào)質(zhì)量，更好的吞吐量，較高的體驗(yàn)度。
