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| 本文作者： 包永剛 | 2020-03-20 08:44 |
Wi-Fi是什么？它是一個(gè)基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。如今，Wi-Fi已經(jīng)覆蓋了絕大部分的室內(nèi)場(chǎng)景，你的手機(jī)、電腦、智能音箱都已經(jīng)離不開Wi-Fi。
但是，大部分人應(yīng)該對(duì)現(xiàn)在的Wi-Fi使用體驗(yàn)并不滿意。有時(shí)候，Wi-Fi信號(hào)滿格卻上不了網(wǎng)。有時(shí)候，你又疑惑為什么100兆帶寬的光纖網(wǎng)絡(luò)卻慢如蝸牛。還有的時(shí)候，Wi-Fi在追劇或者游戲的時(shí)候，突然就斷了！
如果，Wi-Fi體驗(yàn)可以提升，你一定會(huì)毫不猶豫地?fù)肀н@項(xiàng)新技術(shù)。Wi-Fi 6就是能夠重新定義Wi-Fi功能，現(xiàn)在最值得期待的技術(shù)之一。這項(xiàng)正在普及的最新Wi-Fi技術(shù)將分兩步來給你不一樣的Wi-Fi體驗(yàn)。
為什么需要Wi-Fi 6？
Wi-Fi連接速率和穩(wěn)定性的問題你一定遇到過，因?yàn)檫@些問題在一定程度上就難以回避?；仡櫼幌拢?0多年前有第一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，也就是移動(dòng)通信的2G向3G演進(jìn)的時(shí)期，無論是在家里還是在公共場(chǎng)所，Wi-Fi只需要為少量的設(shè)備提供連接服務(wù)，Wi-Fi也不被人熟知。
到了2010年左右，4G時(shí)代來臨，智能手機(jī)和平板電腦也開始普及，Wi-Fi變得眾人皆知，每個(gè)人也擁有了一到兩個(gè)Wi-Fi設(shè)備。
如今，智能設(shè)備大爆發(fā)，一個(gè)人可能就有十幾甚至幾十個(gè)Wi-Fi智能設(shè)備。并且，隨著線視頻以及視頻直播的興起，給Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)增加了許多壓力。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年到2022年，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量預(yù)計(jì)將增加7倍，相當(dāng)于每年增加一倍以上。在這些數(shù)據(jù)流量中，目前視頻數(shù)據(jù)流量約占比50%，但到2022年時(shí)這一比例將會(huì)增加至80%。
另有數(shù)據(jù)指出，到2022年，70%的IP數(shù)據(jù)流量將會(huì)通過無線的方式傳輸，在這些無線數(shù)據(jù)傳輸中，使用Wi-Fi傳輸?shù)谋壤龑⑦_(dá)到59%。
因此，即便Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)去適應(yīng)智能設(shè)備的快速增長(zhǎng)，但還是沒有達(dá)到讓人滿意的效果。歷經(jīng)三個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi聯(lián)盟在2018年底推出了最新一代Wi-Fi技術(shù)802.11ax。并且，為了方便大家理解和分辨Wi-Fi技術(shù)，Wi-Fi聯(lián)盟把最新802.11ax命名為Wi-Fi 6，此前的802.11ac、802.11n、802.11a/g也對(duì)應(yīng)改名為Wi-Fi 5、Wi-Fi 4 、Wi-Fi 3。
新推出的Wi-Fi 6需要解決三個(gè)核心問題：第一，無論Wi-Fi終端離路由器是遠(yuǎn)還是近，都需要保持高速的網(wǎng)絡(luò)連接；第二，保證多終端同時(shí)且穩(wěn)定連接；第三，提升Wi-Fi接入的速度，并且高效且安全地傳輸數(shù)據(jù)。
如何重新定義Wi-Fi功能？
要解決上述幾個(gè)核心問題，就需要Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)中種的新技術(shù)，比如，MU-MIMO、OFDMA、TWT、WPA3是業(yè)界都會(huì)支持的技術(shù)。
MU-MIMO是從蜂窩通信技術(shù)引入到Wi-Fi技術(shù)中的一個(gè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以在同一時(shí)刻將完整頻段內(nèi)的資源同時(shí)共享給多個(gè)設(shè)備（用戶）使用，使得每個(gè)設(shè)備都有得到高優(yōu)先級(jí)服務(wù)的待遇。從而增強(qiáng)支持多用戶并發(fā)的能力并提升網(wǎng)絡(luò)頻譜的利用率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量，同時(shí)為每單個(gè)用戶帶來速率和時(shí)延方面的改善。解釋的通俗易用一些，比如要讓你一個(gè)人用一雙手去處理多項(xiàng)任務(wù)的時(shí)候，你一定忙不過來，采用MU-MIMO技術(shù)就像給你增加了很多手，可以應(yīng)對(duì)更多的任務(wù)。
OFDMA技術(shù)則可以將Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸信道帶寬劃分為多個(gè)子信道，用來同時(shí)承載多個(gè)用戶數(shù)據(jù)，而不是讓單個(gè)用戶數(shù)據(jù)占用整個(gè)信道。由此提升信道資源利用率，支持多用戶數(shù)據(jù)并發(fā)，從而降低用戶間的資源競(jìng)爭(zhēng)和服務(wù)等待時(shí)間。同樣用個(gè)比喻來解釋，你有一輛可以運(yùn)貨的貨車，但不管運(yùn)送整車還是半車貨物，即便有多種貨物待運(yùn)，每次也只能運(yùn)輸一種，用了OFDMA技術(shù)后，貨車一次就可以運(yùn)多種貨物，大大提升了效率。這種技術(shù)在用戶密集，比如體育賽事和演唱會(huì)現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)非常突出。
TWT（Target Wake Time，目標(biāo)喚醒時(shí)間）就十分容易理解了，這個(gè)技術(shù)可以使等待連接的終端進(jìn)入休眠狀態(tài)，節(jié)省功耗，增加終端的使用時(shí)間。
WPA3是一個(gè)安全協(xié)議，其中包含了大量的安全加密性能的提升，保證Wi-Fi連接的安全性和隱私性。
也就是說，MU-MIMO、OFDMA共同提升了Wi-Fi 6連接的速率和可以連接的設(shè)備數(shù)量，TWT有利于降低Wi-Fi 6的連接功耗，WPA3保證連接的安全性。
但是，這些關(guān)鍵技術(shù)還可以進(jìn)一步優(yōu)化，最終體現(xiàn)出功能和性能的差別。
這一市場(chǎng)的重要玩家高通就對(duì)這些技術(shù)有其獨(dú)到之處。數(shù)據(jù)的傳輸分為上傳和下載，MU-MIMO同樣分為上行和下行，高通在Wi-Fi 5時(shí)就在下行中引入了MU-MIMO，使其在2016年的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了Wi-Fi 5效率2-3倍的性能提升。到了Wi-Fi 6的時(shí)候，高通可以提供上行MU-MIMO，能夠同時(shí)支持上行和下行的MU-MIMO，達(dá)到8×8數(shù)據(jù)流的業(yè)界最高標(biāo)準(zhǔn)。
在OFDMA技術(shù)方面，高通的Wi-Fi 6解決方案能夠同時(shí)處理37個(gè)用戶的并發(fā)數(shù)據(jù)。
除此之外，高通還支持一些Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)里的可選標(biāo)準(zhǔn)。比如BSS Coloring（BSS著色技術(shù)），這個(gè)技術(shù)是針對(duì)相鄰信道的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用6位著色法使設(shè)備能夠區(qū)分相互之間的關(guān)系，降低設(shè)備之間的相互干擾，通俗的解釋就是“我的地盤我做主”。
還有調(diào)制方式上，高通的Wi-Fi 6解決方同時(shí)在2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段同時(shí)支持1024QAM，相對(duì)于市面上大部分廠商只是升級(jí)了5GHz頻段的調(diào)制方式而2.4GHz還是保持在256-QAM甚至64-QAM，高通將兩個(gè)頻段都支持到了最高調(diào)制方式，能夠在干凈環(huán)境近距離時(shí)的最大吞吐量可以提升約25%。
這種兩個(gè)頻段都采用最高調(diào)制方式，再結(jié)合MU-MIMO，高通在手機(jī)側(cè)的FastConnect 6800解決方案，帶來吞吐量的極大提升，物理吞吐量最高可以可以達(dá)到1.8 Gbps，實(shí)際吞吐量能達(dá)到1.3-1.4Gbps。另外，在2.4GHz可以默認(rèn)支持40MHz帶寬。還能讓兩個(gè)鏈路同時(shí)工作，帶來更低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)效果。此外，由于能夠兼顧2.4GHz和5GHz這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)頻段，覆蓋范圍更大。
在AP/網(wǎng)絡(luò)側(cè)，高通提供的是Qualcomm Networking Pro產(chǎn)品組合，包含四條產(chǎn)品線。全系列芯片組采用4核Arm Cortex-A53 CPU，最高主頻可達(dá)2.2GHz，同時(shí)具備兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)加速器，硬件可以加速更多數(shù)據(jù)流。最高端的Qualcomm Networking Pro 1200支持12路空間數(shù)據(jù)流，每個(gè)接入點(diǎn)最多支持連接業(yè)界最高的1500個(gè)用戶。另外，可以并發(fā)處理37個(gè)OFDMA的用戶，以及同時(shí)處理8路MU-MIMO數(shù)據(jù)流。
也就是說，終端側(cè)的FastConnect配合網(wǎng)絡(luò)側(cè)的Qualcomm Networking Pro，高通能夠最大化Wi-Fi 6的性能和體驗(yàn)。
但是，要重新定義Wi-Fi 6，還需要分兩步。
雙頻Wi-Fi是當(dāng)務(wù)之急
去年，高通和聯(lián)發(fā)科都已經(jīng)提出了用雙頻Wi-Fi的方式來提升Wi-Fi連接的速率以及穩(wěn)定性，由此提升Wi-Fi的使用體驗(yàn)。所謂雙頻，就是同時(shí)連接雙頻Wi-Fi路由器的2.4GHz頻段和5GHz頻段，2.4GHz頻段覆蓋能力更強(qiáng)但速率較低，且容易受到其他工作于這一頻段的電子設(shè)備的干擾（比如微波爐），5GHz覆蓋范圍更小，但速率更高。
現(xiàn)實(shí)是，雙頻Wi-Fi路由器已經(jīng)很普及，但是手機(jī)如何在兩個(gè)頻段之間切換困擾著業(yè)界。這是因?yàn)椋酚善饔捎诓涣私饨K端的狀態(tài)，很難判斷合適切換。同樣，終端由于使用場(chǎng)景復(fù)雜，也很難判斷。并且，同時(shí)頻段之間也不一定能夠迅速地頻繁切換。
高通手機(jī)側(cè)的雙頻并發(fā)用了一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法，2.4GHz和5GHz頻段都分別有一套獨(dú)立的基帶和射頻，兩個(gè)Wi-Fi同時(shí)工作，而且是工作在2x2的模式（即2x2@2.4GHz+2x2@5GHz））。這樣，相比傳統(tǒng)的雙頻Wi-Fi只有一套基帶，一套MAC控制兩個(gè)頻段的做法，就省去了頻段切換的問題。
但這會(huì)帶來功耗的問題，因此手機(jī)廠商就要基于功耗、應(yīng)用場(chǎng)景等考慮，通過軟件實(shí)現(xiàn)智能控制，兼顧更高性能和更低功耗。
當(dāng)然，手機(jī)側(cè)Wi-Fi 6的實(shí)現(xiàn)還需要AP/網(wǎng)絡(luò)側(cè)的配合，路由器在功耗上沒有太大限制，可以持續(xù)同時(shí)提供5GHz和2.4GHz的鏈接，并且配合手機(jī)做切換。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，高通是通過使用802.11k和802.11v技術(shù)讓整個(gè)切換變得更加無縫。至于何時(shí)切換，不僅要是考慮信號(hào)的強(qiáng)弱，還要考慮5GHz信道和2.4GHz信道流量等情況，所以路由器側(cè)也需要通過軟件做更精細(xì)的補(bǔ)充，再結(jié)合雙頻并發(fā)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景更好的切換。
高通此前推出的FastConnect 6200就已經(jīng)支持實(shí)時(shí)雙頻Wi-Fi，在高通提供的底層硬件的支持下，配合手機(jī)廠商框架、算法和應(yīng)用的優(yōu)化，此前OPPO、VIVO、小米已經(jīng)相繼推出支持雙Wi-Fi的手機(jī)。如今，隨著驍龍865以及FastConnect 6800的推出，大約70款搭載驍龍865移動(dòng)平臺(tái)的終端，同時(shí)也采用了Qualcomm FastConnect6800 Wi-Fi 6解決方案的手機(jī)將陸續(xù)推出。
所以，要用Wi-Fi 6去重新定義Wi-Fi性能，雙頻并發(fā)Wi-Fi現(xiàn)在看來更加實(shí)用且效果立竿見影。
下一步，Wi-Fi 6E下的160MHz
與5G類似，為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)速度，Wi-Fi 6聯(lián)盟也考慮讓W(xué)i-Fi運(yùn)行在更高頻段。今年初，Wi-Fi聯(lián)盟首席執(zhí)行官兼總裁Edgar Figueroa表示，Wi-Fi聯(lián)盟現(xiàn)在推出Wi-Fi 6E標(biāo)準(zhǔn)，以確保行業(yè)統(tǒng)一通用術(shù)語(yǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)允許Wi-Fi設(shè)備在頻譜可用時(shí)支持6GHz頻段。
引入6GHz頻段的目的是提供比5GHz頻段更寬的通道和尺寸，并且在受到傳統(tǒng)Wi-Fi 4或Wi-Fi 5設(shè)備干擾的情況下獲得清晰的頻譜。高通迅速跟進(jìn)了這一標(biāo)準(zhǔn)，今年2月的時(shí)候，高通已經(jīng)通過FastConnect移動(dòng)連接子系統(tǒng)和Networking Pro系列組合，在6GHz頻段進(jìn)行了里程碑意義的Wi-Fi 6E OTA演示。
由于6GHz頻段可以提供更大的帶寬，因此通過支持大量的160 MHz信道和先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，最新FastConnect 6800子系統(tǒng)能夠提供全新水平的Wi-Fi速率（接近1.8Gbps）、可靠性和響應(yīng)性。
但是請(qǐng)注意，距離使用6GHz的Wi-Fi 6E終端和AP商用都還有一段時(shí)間。其中一個(gè)重要的原因是頻段開放的問題。高通產(chǎn)品經(jīng)理葉思崑介紹，5GHz有4個(gè)頻段，在中國(guó)目前只能用1、2、4頻段，芯片公司需要基于政策規(guī)范做出一些特殊的設(shè)計(jì)。目前，國(guó)內(nèi)還沒有開放6GHz頻段，等到開放的時(shí)候，芯片公司也需要根據(jù)國(guó)家相關(guān)的政策規(guī)范，在路由器和終端做一些軟硬件的定制化工作。
這時(shí)候，一定會(huì)有人想到，在5GHz用160MHz的信道不就可以嗎？事情沒有這么簡(jiǎn)單，高通產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)接受媒體采訪時(shí)表示，Wi-Fi 6芯片支持160MHz技術(shù)上并不是難點(diǎn)。但我們考慮到，在5GHz頻段上，160MHz的信道非常少，中國(guó)只有1個(gè)，歐美有2個(gè)，并且中國(guó)的這1個(gè)160MHz信道還有一部分是跨越到動(dòng)態(tài)頻率選擇（DFS）的信道。因此目前階段，160MHz的可用性并不是那么迫切。
還有，目前Wi-Fi問題主要是干擾較多、覆蓋范圍差和交互等造成的，帶寬不是主要問題。并且，市面上支持160MHz的路由器相對(duì)較少。因此高通認(rèn)為目前雙頻并發(fā)的Wi-Fi更能解決用戶痛點(diǎn)，對(duì)Wi-Fi 6E標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)積極跟進(jìn)。
雷鋒網(wǎng)小結(jié)
高通在Wi-FI領(lǐng)域的投入已經(jīng)有超過10年的時(shí)間，通過自主研發(fā)以及一系列并購(gòu)，高通在Wi-Fi細(xì)分市場(chǎng)已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，ABI Research的數(shù)據(jù)顯示，2017年每個(gè)季度，高通在全球Wi-Fi市場(chǎng)份額上都位居第一或第二。ABI Research預(yù)計(jì)，到2023年高通的Wi-Fi 6解決方案將占據(jù)Wi-Fi芯片組出貨量的三分之一。
需要看到，幫助高通Wi-Fi 6解決方案獲得高市占的，除了其終端以及網(wǎng)絡(luò)側(cè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的Wi-Fi 6解決方案外，與其它通信技術(shù)的組合更能增加高通的競(jìng)爭(zhēng)力。比如，F(xiàn)astConnect整合了藍(lán)牙，能夠滿足更多地智能設(shè)備的需求。另外，F(xiàn)astConnect配合高通驍龍5G調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接從戶外到戶內(nèi)的無縫體驗(yàn)。
同時(shí)掌握并迅速跟進(jìn)5G+Wi-Fi 6技術(shù)，無疑是高通在大數(shù)據(jù)時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)力所在。（雷鋒網(wǎng)）
注：文中配圖均來自高通
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