802.11ax与802.11ac技术对比，以及其带来的测试挑战

MHz信道与80MHz信道重迭，不仅会造成80MHz通道无法使用，用户也会以较窄的通道进行传输。也就是说，在高密度网络中实作802.11ac的通道共享，将损及80MHz通道的优势，并以20MHz通道进行传输。

802.11ax PHY变更

802.11ax标准在物理层导入了多项大幅变更。然而，它依旧可向下兼容于802.11a/b/g/n与ac装置。正因如此，802.11ax STA能与旧有STA进行数据传送和接收，旧有客户端也能解调和译码802.11ax封包表头档(虽然不是整个802.11ax封包)，并于802.11ax STA传输期间进行轮询。表1显示此一标准修正最重要的变更以及与现行802.11ac的对照。

表1

请注意，802.11ax标准将在2.4GHz和5GHz频带运作。此规格定义了4倍大的FFT，以及数量更多的子载波。不过，802.11ax也涵盖了一项重大变更：将子载波间距缩减到先前802.11标准的四分之一，以保留现有的通道带宽(图4)。

图4、更窄的子载波间距

OFDM符码持续期间和循环前缀区段(Cyclic Prefix, CP)也提高4倍，一边维持与802.11ac相同的原始链接数据速率，一边提升室内/室外和混合式环境的效率及稳固性。不过，ax标准会于室内环境中指定1024-QAM和较低的循环式前置区段比，以利实现最高的数据速率。

波束成形

802.11ax将采用与802.11ac相似的明确波束成形程序。在这个程序中，波束成形器会使用Null数据封包启动信道探测程序，而波束成形接收端则会测量通道，并使用波束成形反馈架构(当中包含压缩的反馈矩阵)做出回应。波束成形器将使用这项信息来运算信道矩阵H。随后，波束成形接收端就能使用这个通道矩阵，将射频能量运用在每位使用者身上。

多用户作业：MU-MIMO与OFDMA

802.11ax标准采用了两种作业模式，分别是单一使用者与多使用者。在单一用户序列模式中，只要无线STA一取得媒体存取权，就会每次进行一个数据传送和接收作业。在多用户模式下，可同步进行多个非AP STA作业。标准会将此一模式进一步划分成下链和上链多使用者。

．下链多使用者是指由AP同时提供给多个相关无线STA的数据。现有的802.11ac已具备这项功能。

．上链多使用者则涉及同时从多个STA传输数据至AP。这是802.11ax标准的新功能，且不存在于任何旧版Wi-Fi标准中。

在多用户作业模式中，标准也会指定两种方式来为特定区域内更多用户进行多任务：多使用者MIMO(MU-MIMO)和正交频分多任务存取(OFDMA)。无论为上述何种方式，AP都会充当多用户作业内的中央控制器，这点与LTE基地台用来控制多使用者多任务的方式相似。此外，802.11ax AP也可将MU-MIMO和OFDMA作业结合在一起。

在MU-MIMO方面，802.11ax装置会效法802.11ac实作，使用波束成形技术将封包同步导向位于不同空间的使用者。换言之，AP将为每位用户计算通道矩阵，然后将同步波束导向不同用户，而每道波束都会包含适用于所属目标用户的特定封包。802.11ax每次最多可传送8个多使用者MIMO传输，远高于802.11ac的4个。此外，每个MU-MIMO传输都具备专属的MCS以及不同数量的空间串流。打个比方，使用MU-MIMO空间多任务时，AP的角色就等同于以太网络交换器，能减少自大型计算机网络至单一端口的网域冲突。

MU-MIMO上链导向提供了一项新功能：AP将透过触发讯框的方式启动来自每个STA的同步上链传输。当多使用者的响应与自身的封包一致时，AP就会将通道矩阵套用至已接收的波束，并区分每道上链波束包含的信息。另外，如图5所示，AP也能启动上链多使用者传输，以接收来自所有参与STA的波束成形反馈信息。

图5、波束成形器(AP)要求信道信息以进行MU-MIMO作业

在MU-OFMDA部分，为了让相同通道带宽的更多用户进行多任务，802.11ax标准采用了4G行动技术领域中的正交频分多任务存取(OFDMA)。802.11ax标准以802.11ac所用的正交频分多任务(OFDM)数字调变架构为基础，会将特定子载波集进一步指派给个别使用者。这表示它会使用数量已预先定义的子载波，将现有的802.11通道(20、40、80和160MHz宽)画分成较小的子通道。此外，802.11ax标准也仿效现代化的LTE专有名词，将最小的子信道称为「资源单位」(RU)，而当中至少包含26个子载波。

AP会根据多使用者的流量需求来判断如何配置信道，持续指派下链中所有可用的RU。它可能会将整个信道一次配置给一名用户，如同现行的802.11ac，也有可能将通道进行分配，以便同时服务多使用者(图6)。

图6、单一用户使用通道，与使用OFDMA多任务相同通道中的不同用户。

在使用者密集环境中，许多使用者通