Notes｜802.11ac Wave1与Wave2

接上文，先搞清楚Wi-Fi 5和它的技术，然后再拥抱Wi-Fi 6。

基础知识

802.11全称是IEEE 802.11，是由IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程协会）定义的无线网络通信的标准。

1997年，IEEE为无线局域网制定了第一个版本标准：IEEE 802.11。1999年，IEEE出了两个补充标准：802.11a和802.11b。

（802.11后面的字母可以理解为Excel表上列的列号，依次向后排。）

1999年，六家技术公司成立了WECA（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，无线以太网兼容性联盟），2000年更名为WFA（Wi-Fi Alliance，Wi-Fi联盟）。

Wi-Fi联盟负责拥有Wi-Fi的商标，负责Wi-Fi产品的认证。

802.11是一种无线局域网标准，而Wi-Fi是802.11标准的一种实现。802.11下不仅有Wi-Fi，还有别的产品，例如WiGig。

……

省略号代表发展了很多年，Excel的列往后拖了很长。

维基百科在Wi-Fi词条下：

Wi-Fi基于IEEE 802.11标准，Wi-Fi联盟在2018年发起“Generational Wi-Fi”营销计划，基于主要的Wi-Fi技术（PHY）版本，引入了对消费者友好的Wi-Fi世代名称（Wi-Fi Generation Names），格式为“Wi-Fi”后跟一个整数，并鼓励采用世代名称作为行业术语。世代名称不影响以前的认证程序名称，对于以前的认证程序（例如Wi-Fi CERTIFIED ac或更早的程序），继续使用原始认证程序名称。Wi-Fi联盟没有为Wi-Fi 4之前的Wi-Fi世代分配新名称。

目前，家用网络设备里面使用的最多的标准是802.11n（第四代Wi-Fi，也称为Wi-Fi 4），802.11ac（第五代Wi-Fi，Wi-Fi 5），802.11ax（第六代Wi-Fi，Wi-Fi 6）。

为了避免混淆和简化概念，Wi-Fi联盟简化了名称。可以直接理解为Wi-Fi 4、Wi-Fi 5、Wi-Fi 6为依次递进的三个版本，每一版都比之前的一版技术要高、性能要强。

802.11n

2009年，IEEE发行了892.11n标准。主要的技术有：

双频段：****802.11n支持工作在两个频段：2.4GHz和5GHz。

双信道：加入了对20MHz和40MHz双信道宽度的支持。在20MHz一个子信道的划分下，40MHz实际上是用了两个信道，而20MHz用了1个信道。

MIMO：****802.11n第一次引入了MIMO技术。支持多天线的发射和接收数据。

OFDM：****802.11n的调制方式为MIMO-OFDM，最高调制为64-QAM。

速率：

在20MHz和5/6编码率下，单条数据流的最高速率为72.2Mbit/s（bits per second，bps）。
在40MHz和5/6编码率下，单条数据流的最高速率为150Mbit/s。
802.11n标准下，MIMO最高支持四条数据流，也就是4x4 MIMO。在4x4 MIMO和40MHz下，802.11n最高速率为600Mbit/s。也就是说，802.11n标准理论下的最高速率为600Mbit/s。

802.11ac Wave1

2013年，IEEE发布了802.11ac标准，在Wave2出来之后，这一版也被称为802.11ac Wave1。对比802.11n最主要的变化为：

频段：802.11ac仅工作在5GHz。2.4GHz频段继续沿用802.11n标准。

信道：加入了对80MHz信道宽度的支持。也就是可以工作在20MHz、40MHz和80MHz三个信道宽度下。

OFDM：802.11ac Wave1的调制方式依旧为MIMO-OFDM，最高调制变为256-QAM，从802.11n的64-QAM升高到了256-QAM。

速率：****由于256-QAM是8bit，而64-QAM是6bit，调制效率提升了33%。

在20MHz和3/4编码率下，单条数据流的最高速率为86.7Mbit/s。（在256QAM下，20MHz不支持5/6编码率。）
在40MHz和5/6编码率下，单条数据流的最高速率为200Mbit/s。（从802.11n的150Mbps提升至200Mbps（4/3倍），提升了33%。）
在80MHz和5/6编码率下，单条数据流的最高速率为433.3Mbit/s。
802.11ac Wave1标准下，MIMO理论上最高支持八条数据流，也就是8x8 MIMO。在8x8 MIMO和80MHz下，最高速率为3.47Gbit/s。也就是说，802.11ac Wave1标准理论下的最高速率为3.47Gbit/s。
但是实际上，由于芯片技术的限制，Wave1的芯片只开发到了支持3x3 MIMO。也就是说，装备了3x3 MIMO和支持802.11ac Wave1标准的设备，最高速率为1.3Gbit/s。

802.11ac Wave2

2016年，IEEE发布了802.11ac Wave2。对比802.11ac Wave1最主要的变化为：

信道：****加入了对160MHz（80MHz+80MHz）信道宽度的支持。可以是连续的160MHz，或者两个非连续的80MHz。也就是可以工作在20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、80MHz+80MHz五种信道宽度下。

MU-MIMO：802.11ac Wave2第一次引入了MU-MIMO技术。同时引入了Beamforming技术。

速率：

20MHz、40MHz和80MHz下的速率和802.11ac Wave1一致。
在160MHz（80MHz+80MHz）和5/6编码率下，单条数据流的最高速率为866.7Mbit/s。
802.11ac Wave2标准下，MIMO理论上同样最高支持八条数据流，也就是8x8 MIMO。在8x8 MIMO和160MHz下，最高速率为6.9Gbit/s。也就是说，802.11ac Wave2标准理论下的最高速率为6.9Gbit/s。
但是实际上，由于芯片技术的限制，Wave2的芯片只开发到了支持4x4 MIMO，也就是说，装备了4x4 MIMO和支持802.11ac Wave2标准的设备，最高速率为3.47Gbit/s。