802.11ax与802.11ac技术对比，以及其带来的测试挑战

常会透过成效不彰的方式争取使用通道的机会，现在，OFDMA机制会同时为多使用者提供较小(但专属)的子通道，进而改善每位用户平均传输率。图7说明了802.11ax系统如何使用不同大小的RU进行通道多任务。请注意，最小的通道可在每20MHz的带宽中容纳多达9名使用者。

图7、使用不同大小的资源单位来细分Wi-Fi信道

表2显示当802.11ax AP和STA协调进行MU-OFDMA作业时，可享有分频多任务存取的使用者人数。

表2

多用户上链作业

为了协调上链MU-MIMO或上链OFDMA传输，AP会将一个触发讯框传送给所有使用者。这个讯框会指出每位使用者的空间串流数量和/或OFDMA配置(频率和RU大小)。此外，当中也会包含功率控制信息，好让个别用户可以调高或调低其传输功率，进而平衡AP自所有上链使用者接收到的功率，同时改善较远节点的讯框接收情况。AP也会指示所有使用者何时可以开始和结束传输。如同图8所示，AP会传送多使用者上链触发讯框，告知所有使用者何时可以一起开始传输，以及所属讯框的持续时间，以确保彼此能够同时结束传输。一旦AP收到了所有使用者的讯框，就会回传区块ACK以结束作业。

图8、协调上链多用户作业

802.11ax的主要设计目标之一，就是在使用者密集的环境中提供4倍以上的单一使用者传输率。为了实现此一目标，这项标准的设计人员指定802.11ax装置必须支持下链和上链MU-MIMO作业、MU-OFDMA作业，或是同时支持两者，以应对规模更大的同时用户数量。

802.11ax MAC机制变更

为了改善密集部署情境中的系统层级性能以及频谱资源的使用效率，802.11ax标准实作了空间重复使用技术。STA可以识别来自重迭基本服务组(BSS)的信号，并根据这项信息来做出媒体竞争和干扰管理决策。

当正在主动收听媒体的STA侦测到802.11ax讯框时，它就会检查BSS色彩位(Color Bit)或MAC表头文件中的MAC地址。如果所侦测的协议数据单元(PPDU)中的BSS色彩与所关联AP已发表的色彩相同，STA就会将该讯框视为Intra-BSS讯框。 然而，如果所侦测讯框的BSS色彩不同，STA就会将该框架视为来自重迭BSS的Inter-BSS框架。在这之后，只有在需要STA验证框架是否来自Inter-BSS期间，STA才将媒体当成忙碌中(BUSY)。不过，这段期间不会超过指定的讯框酬载时间。

尽管标准仍需定义某些机制来忽略来自重迭BSS的流量，在实作上，则可包含提高Inter-BSS讯框的空闲信道评估信号侦测(SD)门坎值，并同时降低Intra-BSS流量的门坎(图9)。如此一来，来自邻近BSS 的流量就不会造成不必要的通道存取竞争。

图9、使用色码进行空闲通道评估

当802.11ax STA使用色码架构的CCA规则时，它们也允许搭配传输功率控制来一同调整OBSS信号侦测门坎。这项调整可望改善系统层级性能以及频谱资源的使用效率。除此之外，802.11ax STA也可调整CCA参数，例如能量侦测层级和信号侦测层级。

除了使用CCA来判断目前通道是否为闲置或忙碌中，802.11标准也采用了网络配置矢量(NAV)，这个时间机制会保持未来流量的预测，以供STA指出紧接在目前讯框后的讯框需要多少时间。NAV可做为虚拟载波感测，用来为802.11通讯协议作业至关重要的讯框确保媒体预约(例如控制框架以及RTS/CTS交换后的数据和ACK)。

负责开发高效率无线标准的802.11工作团队可能会在802.11ax标准中包含多个NAV字段，也就是采用两个不同的NAV。同时拥有Intra-BSS NAV和Inter-BSS NAV不仅可协助STA预测自身BSS内的流量，还能让它们在得知重迭流量状态时自由传输(图10)。

图10、MU PPDU交换和NAV设定范例

透过目标唤醒时间省电

802.11ax AP可以和参与其中的STA协调目标唤醒时间(TWT)功能的使用，以定义让个别基地台存取媒体的特定时间或一组时间。STA和AP会交换信息，而当中将包含预计的活动持续时间。如此一来，AP就可控制需要存取媒体的STA间的竞争和重迭情况。802.11ax STA可以使用TWT来降低能量损耗，在自身的TWT来临之前进入睡眠状态。另外，AP还可另外设定排程并将TWT值提供给STA，这样一来，双方之间就不需要存在个别的TWT协议。本标准将此程序称为「广播TWT作业」(图11)。

图11、目标唤醒时间广播作业范例

802.11ax带来六大测试挑战

由于导入许多先进射频技术与访问控制机制，802.11ax系统的测试与设计验证将面临六大挑战，分别出现在误差矢量幅度(EMV)、频率错误、STA功率控制、存取点接收器灵敏度、上链带内散射与MIMO测试上。

更严格的EVM规定