2021年IEEE 802.11ax标准：无线局域网MAC与PHY层增强技术

资源摘要信息:"IEEE Std 802.11ax-2021无线局域网介质访问控制(MAC)层和物理层(PHY)规范，修订1：高效率WLAN增强特性" IEEE Std 802.11ax-2021是一项由电气和电子工程师协会（IEEE）制定的标准，该标准定义了无线局域网（WLAN）中的介质访问控制（MAC）层和物理层（PHY）的规范。这项标准在802.11家族中属于最新的修订之一，主要目的是提高WLAN的效率，特别是在高密度的网络环境中。该标准提供了增强特性，以支持更多设备在同一无线网络上同时连接和通信，同时确保较高的网络吞吐量和更佳的用户体验。 在MAC层方面，IEEE 802.11ax引入了一系列创新技术，以改善网络的性能和效率。这些技术包括： 1. 目标唤醒时间（Target Wake Time, TWT）：TWT是一种使设备能够协商在特定时间内唤醒和传输数据的功能。这样做可以减少设备在网络中的竞争，从而降低功耗和干扰。 2. OFDMA（正交频分多址技术）：这是一种允许多个用户同时使用相同频率信道的技术，通过将信道划分为更小的资源单元，可以同时支持多个传输，大大提高了频谱利用率和网络效率。 3. MU-MIMO（多用户多输入多输出）：这项技术允许接入点同时与多个终端设备通信，显著提高了网络的吞吐量。 4. 上行链路OFDMA：这是对OFDMA的一个补充，它允许接入点更有效地接收来自多个设备的上行链路数据。 5. BSS Coloring（基本服务集着色）：这是一种识别技术，用于区分不同网络上的数据包，减少了不同网络之间可能发生的干扰。 在PHY层方面，802.11ax标准引入了更高的调制和编码方案，这使得在给定的无线信道条件下可以传输更多的数据。同时，它还支持更大的频谱带宽，从802.11ac标准的160 MHz增加到了320 MHz，这进一步提升了数据传输速率。 为了适应不同的应用需求，802.11ax标准还引入了对服务质量（QoS）的改进，它能够更好地管理不同类型的流量，比如视频流、音频、数据传输等，确保高优先级的数据包得到及时的处理。 该标准还考虑了对物联网（IoT）设备的优化支持，随着越来越多的IoT设备接入WLAN网络，802.11ax提供了一种高效的方法来保证这些设备的正常工作，例如通过允许更短的数据传输时间。 总而言之，IEEE Std 802.11ax-2021通过其在MAC层和PHY层上的一系列增强特性，为高密度和高效率的无线网络通信提供了强大的支持。这一标准不仅对现有网络进行了改进，而且为未来的无线技术发展奠定了基础，尤其是在物联网和智慧城市应用中。随着无线技术的不断演进，802.11ax有望在工业、家庭以及公共场所得到广泛的应用。