Wi－Fi 6 Release 2 提升物联网性能

Wi-Fi 6 Release 2提升多用户上传功能并提高电源效率，可让开发人员设计出更优异的Wi-Fi物联网产品，本文详细说明Wi-Fi 6 Release 2规范。

业界开始采用IEEE 802.11ax标准才不过三年时间，相关产品便以“Wi-Fi 6”品牌标示进行销售。新版本Wi-Fi规范的其中一项功能是增强物联网应用的无线技术，包括改善电源消耗，解决实施密集部署的问题，这是物联网网络以及购物中心和图书馆等场所存在的常见难题。

Wi-Fi 6通过改进吞吐量和频谱效率解决了这些难题。事实证明，这不仅有益于消费者，希望部署Wi-Fi物联网传感器的智能家庭、智能建筑和智能工厂也能因此受惠。

在Wi-Fi 6采用之后的第二年，新冠疫情大爆发，这在一定程度上推动了最近的Wi-Fi 6版本更新（升级至Release 2），这个升级主要建立在原始版本的基础上。该升级版本于2022年在美国拉斯维加斯举办的CES展会上第一次发布亮相。

随着越来越多人开始居家工作，下行链路和上行链路的流量比例发生了重大转变。下行链路的数据是从云移动到用户计算机，而上行链路则是相反方向。在新冠疫情流行之前，下行和上行链路的流量比例为10:1，但随着人们在疫情消退后恢复工作，该比例已降至6:1。负责推动这项技术的Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）预计，这一比例在未来几年内将会接近2:1。

这种使用量方面的变化，说明了Wi-Fi 6 Release 2决定增强数据上传功能的原因。此外，Release 2版本还提高了电源效率，使得该技术更适用于由电池供电的IoT设备。这些新功能涵盖2.4、5和6 GHz Wi-Fi频段。

Wi-Fi 6 Release 2提供上行链路MU-MIMO（多用户—多输入多输出）功能，以满足日益增长的多量数据上传需求。这项功能是从该标准早已拥有的下行链路MU-MIMO功能自然延伸而来，允许多个网络设备从不同的串流连接同时进行上传。这些是针对消费产品端的益处，现在让我们进一步了解Wi-Fi 6 Release 2改进物联网设备电源效率方面的功能。

延长无线终端的电池使用寿命和使用范围

Wi-Fi 6 Release 2延长IoT设备电池寿命的第一项新功能被称为“上载多用户数据停用操作模式指示（OMI）”。

最初发布的Wi-Fi 6版本提供了两种操作模式选择，可让多位用户同时使用上载传输功能。第一种是同步模式，网络连接设备（也就是无线终端或称STA）的上载传输由接入点（AP）执行同步和控制；第二种是异步模式，STA与其他设备竞争上传自己的数据包到AP的发送操作。STA可以使用传输操作模式（TOM）信令在各种模式之间切换。

Release 2版本的新增功能允许STA停用发送实际数据封包到AP的同步模式，而对Wi-Fi帧（Wi-Fi frame）的控制和管理则维持同步模式。这可以视为同步模式和异步模式之间的混合模式，其主要优点是在不影响同步下载效率的情况下提升设备的灵活性。

第二项增强功能是“上传高效扩展范围单一用户物理层协议数据单元（PPDU）”，瞄准增强STA和AP之间的上载传输。

通常，AP的传输功率会高于STA，在较差的通道传播条件下，这可能导致处于AP范围边缘的STA可以收听AP的传输，但是AP却无法收听STA的上载传输。在这种上下链路不平衡的情况下，STA可能无法与AP产生关联。

Release 2则具有扩展范围特性，使得AP就算在不良的通道传输情况下，也能收听位于最大范围的STA，因此这些STA可以持续与AP保持关联。STA通过实施这项功能通常可以增大传输范围。

Release 2版本的第三项增强功能是基本服务集（BSS）最长待机周期中的延长休眠时间功能。BSS最长待机周期是STA在保持连接不中断的前提下，停止向所连接AP发送帧信息的时间。

在BSS最长待机周期的延长休眠时间内，STA可以保持完全待机状态以节省电力并减少不必要的“保持连接(‘keep-alive)”帧信息，而且不会与AP断开连接。设备的待机期间可以从1秒到18小时。延长休眠时间功能的一个好处是竞争程度降低和吞吐量增加，原因是所发送的保持连接信息减少了。

TWT功能的升级

目标唤醒机制（TWT）是Wi-Fi 6最初发布时导入的一项节电功能，可以‘精心“编排STA和AP之间的流量交换操作，使得STA可以利用流量交换周期的间隔返回待机模式来节电。工作周期的效率由TWT服务周期（TWT service period）控制，而TWT服务周期则由AP和STA协商。

在Release 2版本中，TWT信息帧（information frame）可用于暂停或恢复现有的TWT（经协商的）协议或服务周期，这为STA实施TWT提供了更大的灵活性；STA现在可以更轻易地更新TWT协议，并在它认为合适的时候优化TWT参数。这项功能消除了与暂停和重启TWT协商相关的消耗，因此提高了能源效率。

Wi-Fi 6 Release 2的最后一项增强功能是广播TWT（Broadcast TWT）机制。广播TWT是不同形式的TWT功能，它是由AP宣布广播TWT时间表，分配操作参数，并通过发送携带TWT信息单元的广播管理信息帧（broadcast management frame）来宣告时间表安排。

接收到这些广播管理信息帧的STA可以参加广播TWT时间表，至于是否明确地加入操作，具体取决于广播TWT ID的数值是否为零。

从AP的角度来看，相比需要一一与各个STA协商时间的单独TWT模式，广播TWT时间表模式更易于管理（或执行），因为AP负责决定时间表，而STA无法协商“所提供的”时间表。单独的TWT协商难以就TWT的实际参数达成一致。因此，使用广播TWT模式预计可增加希望实施节电的STA使用TWT功能的可能性。

Nordic的Wi-Fi产品

Nordic在2020年底收购了英国Imagination Technologies公司的Wi-Fi开发团队和相关IP技术资产，并计划在未来的产品加入Wi-Fi功能。Nordic 于2022年8月推出备受期待的 nRF7002 超低功耗双频 Wi-Fi 6 协同 IC，昂首阔步迈进 Wi-Fi 无线物联网市场。未来Nordic将继续开发包括部分或全部Release 2功能的芯片产品。已经在开发包括部分或全部Release 2功能的芯片产品。

nRF Connect SDK将支持Wi-Fi产品的开发，它是用于构建基于Nordic无线产品的应用的统一软件开套件。这款SDK涵盖了开发低功耗蓝牙、Thread、Zigbee、未来Wi- Fi产品和蜂窝物联网应用所需要的全部软件和固件。

Wi-Fi对于物联网的主要优势在于其原生IP互操作性，可让传感器连接到云，而不用支付额外的数据传输费用。并且由于AP早已无所不在，因此无需构建新的基础设施。这些优势将使Wi-Fi技术在蓬勃发展的物联网应用中发挥越来越大的作用。