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詳解802.11ac wave2以及與wave1的區別

2018-10-19

802.11ac及wave1技術的特點


802.11ac是新型無線局域網技術,是802.11n的升級版,相對於802.11n有了更多的技術改進和性能提升。802.11ac技術目前有兩個版本投入市場:第一代(wave 1,即802.11ac初代標準)和第二代(wave 2)。

 

802.11ac wave1有四個關鍵特點:256QAM調製技術、80MHz頻寬、3條空間流和SU-MIMO技術。隨着802.11ac wave1的終端不斷的普及和推廣,802.11acwave1的無線AP也在佔據着主流市場。

 

在802.11ac(wave1)中,理論傳輸速率達到了1.3Gbps,相比最初翻了650倍,但在實際應用中,能夠達到的實際吞吐量卻無法讓人滿意。對於一臺802.11ac wave1無線AP而言,在單用戶情況下,網絡效率約爲70%左右(實際吞吐量910Mbps),而多用戶情況下網絡效率下降至38%(實際吞吐量350Mbps)。顯然Wi-Fi技術的瓶頸已不在於提升最大傳輸速率,而在於提升多用戶數據併發處理能力和網絡效率。802.11ac wave2的誕生正是爲了解決這一問題。


802.11ac wave2及其特點


802.11ac wave 2最大的特點是引入了MU-MIMO(多用戶-多輸入多輸出)技術,其採用顯式波束成形(Explicit Beamforming)技術,實現信號的傳播方向和接收控制,向多個終端發送數據,同時保證終端彼此不受干擾。引入該技術之後,可以將無線AP空間流靈活分配給多個終端進行數據傳送,緩解了無線AP和終端空間流能力不匹配的問題,充分發揮了無線AP的性能。


除了MU-MIMO技術之外,802.11ac wave2還引入了更高效的信號調製方式,並支持更高的頻寬,整體性能從802.11ac wave1的1.3Gbps提升至3.47Gbps。

  

802.11ac wave 2和802.11ac wave 1有什麼區別


802.11ac wave2在wave1的基礎上做了一些非常重要的改進:

(1)  支持多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)

傳統的無線AP(802.11n,包括802.11ac wave 1)都是SU-MIMO,也就是單用戶多輸入多輸出,一個AP同一時刻只能和一個終端通信。而802.11ac wave 2的無線AP支持MU-MIMO,也就是同一時刻能夠和多個終端同時通信,提高了通信效率。


(2)  支持160MHz信道帶寬,提供更高的性能

802.11ac wave 1最大支持80MHz信道帶寬,802.11ac wave 2最大支持160MHz信道帶寬(連續160MHz,或者2個非連續的80MHz組成)。


(3)   提供更高的空间流

通常,空間流越多,獨立處理數據的路數就越多,速率也越高。802.11ac wave 1一般情況下最多支持3條空間流,這個是也大家市面上見的比較多的。而802.11ac wave 2最多可以支持8條空間流(不過支持8條空間流的芯片目前還未聽說,最高就出了支持4條流的芯片)。


802.11ac wave2採用4根收發天線,帶來更多的分集增益,提高了無線傳輸的可靠性和容錯能力,提高終端的覆蓋範圍和質量,進而帶來傳輸性能的提升。


(4)採用更高效率的調製方式

802.11ac wave2支持更高效率的256QAM調製技術,相比802.11n採用的64QAM,調製效率有了大幅度的提升。如下圖,將每一個點看作是一個數據包, 256QAM模式下的數據包密度遠大於64QAM模式,同一時間內傳輸的數據總量自然也就更多。


在40MHz頻寬下,802.11ac wave2單空間流傳輸速率從802.11n的150Mbps提升至200Mbps;在80MHz頻寬下,802.11ac wave2單空間流傳輸速率提升至433Mbps。


(5)應用場景

相比802.11ac wave1,802.11ac wave2更適合部署在以移動終端(手機、電子書和PAD等低空間流設備)接入爲主的高密場景,例如機場、車站、商場、禮堂、會議廳和展覽館等各類場所,可以提供更高的用戶併發處理能力,這也是wave2真正的價值所在。

 

802.11ac wave 1是否可以軟件升級以支持802.11ac wave2?


不可以。由於802.11ac wave2相關特性需要硬件支持(例如MU-MIMO和256QAM等),因此現網802.11ac wave1無法通過軟件升級的方式支持802.11ac wave2。

 

MU-MIMO對終端有什麼要求?


MU-MIMO的實現需要無線AP和終端雙方都支持,支持MU-MIMO的無線AP已經越來越多,如信銳技術的NAP-3600(MU)、NAP-3700、NAP-5600等,但目前支持MU-MIMO的終端比較少,最新生產的使用802.11ac wave2芯片的手機可以支持,比如小米5手機、華爲P9等。

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