A Tutorial on IEEE 802.11ax High Efficiency WLANs

While  celebrating  the  21st  year  since  the  very  first  IEEE  802.11  \"legacy\"  2  Mbit/s  wireless  local  area  network  standard,  the  latest  Wi-Fi  newborn  is  today  reaching  the  finish  line,  topping  the  remarkable  speed  of  10  Gbit/s.  IEEE  802.11ax  was  launched  in  May  2014  with  the  goal  of  enhancing  throughput-per-area  in  high-density  scenarios.  The  first  802.11ax  draft  versions,  namely,  D1.0  and  D2.0,  were  released  at  the  end  of  2016  and  2017.  Focusing  on  a  more  mature  version  D3.0,  in  this  tutorial  paper,  we  help  the  reader  to  smoothly  enter  into  the  several  major  802.11ax  breakthroughs,  including  a  brand  new  orthogonal  frequency-division  multiple  access-based  random  access  approach  as  well  as  novel  spatial  frequency  reuse  techniques.  In  addition,  this  tutorial  will  highlight  selected  significant  improvements  (including  physical  layer  enhancements,  multi-user  multiple  input  multiple  output  extensions,  power  saving  advances,  and  so  on)  which  make  this  standard  a  very  significant  step  forward  with  respect  to  its  predecessor  802.11ac.