重新定義Wi-Fi功能 Wi-Fi 6為什么要分兩步？

Wi-Fi是什么？它是一個基于IEEE 802.11標準的無線局域網技術。如今，Wi-Fi已經覆蓋了絕大部分的室內場景，你的手機、電腦、智能音箱都已經離不開Wi-Fi。

但是，大部分人應該對現(xiàn)在的Wi-Fi使用體驗并不滿意。有時候，Wi-Fi信號滿格卻上不了網。有時候，你又疑惑為什么100兆帶寬的光纖網絡卻慢如蝸牛。還有的時候，Wi-Fi在追劇或者游戲的時候，突然就斷了！

如果，Wi-Fi體驗可以提升，你一定會毫不猶豫地擁抱這項新技術。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之一。這項正在普及的最新Wi-Fi技術將分兩步來給你不一樣的Wi-Fi體驗。

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，因為這些問題在一定程度上就難以回避。回顧一下，20多年前有第一代Wi-Fi標準的時候，也就是移動通信的2G向3G演進的時期，無論是在家里還是在公共場所，Wi-Fi只需要為少量的設備提供連接服務，Wi-Fi也不被人熟知。

到了2010年左右，4G時代來臨，智能手機和平板電腦也開始普及，Wi-Fi變得眾人皆知，每個人也擁有了一到兩個Wi-Fi設備。

如今，智能設備大爆發(fā)，一個人可能就有十幾甚至幾十個Wi-Fi智能設備。并且，隨著線視頻以及視頻直播的興起，給Wi-Fi網絡增加了許多壓力。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年到2022年，全球移動數(shù)據(jù)流量預計將增加7倍，相當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年時這一比例將會增加至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_到59%。

因此，即便Wi-Fi標準持續(xù)演進去適應智能設備的快速增長，但還是沒有達到讓人滿意的效果。歷經三個版本的標準，Wi-Fi聯(lián)盟在2018年底推出了最新一代Wi-Fi技術802.11ax。并且，為了方便大家理解和分辨Wi-Fi技術，Wi-Fi聯(lián)盟把最新802.11ax命名為Wi-Fi6，此前的802.11ac、802.11n、802.11a/g也對應改名為Wi-Fi 5、Wi-Fi 4 、Wi-Fi 3。

新推出的Wi-Fi 6需要解決三個核心問題：第一，無論Wi-Fi終端離路由器是遠還是近，都需要保持高速的網絡連接；第二，保證多終端同時且穩(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？

要解決上述幾個核心問題，就需要Wi-Fi 6標準中種的新技術，比如，MU-MIMO、OFDMA、TWT、WPA3是業(yè)界都會支持的技術。

MU-MIMO是從蜂窩通信技術引入到Wi-Fi技術中的一個技術，這項技術可以在同一時刻將完整頻段內的資源同時共享給多個設備（用戶）使用，使得每個設備都有得到高優(yōu)先級服務的待遇。從而增強支持多用戶并發(fā)的能力并提升網絡頻譜的利用率和網絡吞吐量，同時為每單個用戶帶來速率和時延方面的改善。解釋的通俗易用一些，比如要讓你一個人用一雙手去處理多項任務的時候，你一定忙不過來，采用MU-MIMO技術就像給你增加了很多手，可以應對更多的任務。

OFDMA技術則可以將Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸信道帶寬劃分為多個子信道，用來同時承載多個用戶數(shù)據(jù)，而不是讓單個用戶數(shù)據(jù)占用整個信道。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爭和服務等待時間。同樣用個比喻來解釋，你有一輛可以運貨的貨車，但不管運送整車還是半車貨物，即便有多種貨物待運，每次也只能運輸一種，用了OFDMA技術后，貨車一次就可以運多種貨物，大大提升了效率。這種技術在用戶密集，比如體育賽事和演唱會現(xiàn)場優(yōu)勢非常突出。

TWT（Target Wake Time，目標喚醒時間）就十分容易理解了，這個技術可以使等待連接的終端進入休眠狀態(tài)，節(jié)省功耗，增加終端的使用時間。

WPA3是一個安全協(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備數(shù)量，TWT有利于降低Wi-Fi6的連接功耗，WPA3保證連接的安全性。

但是，這些關鍵技術還可以進一步優(yōu)化，最終體現(xiàn)出功能和性能的差別。

這一市場的重要玩家高通就對這些技術有其獨到之處。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時就在下行中引入了MU-MIMO，使其在2016年的時候實現(xiàn)了Wi-Fi 5效率2-3倍的性能提升。到了Wi-Fi 6的時候，高通可以提供上行MU-MIMO，能夠同時支持上行和下行的MU-MIMO，達到8 x 8數(shù)據(jù)流的業(yè)界最高標準。

在OFDMA技術方面，高通的Wi-Fi 6解決方案能夠同時處理37個用戶的并發(fā)數(shù)據(jù)。

除此之外，高通還支持一些Wi-Fi 6標準里的可選標準。比如BSSColoring（BSS著色技術），這個技術是針對相鄰信道的網絡設備，用6位著色法使設備能夠區(qū)分相互之間的關系，降低設備之間的相互干擾，通俗的解釋就是“我的地盤我做主”。

還有調制方式上，高通的Wi-Fi6解決方同時在2.4GHz和5GHz兩個頻段同時支持1024QAM，相對于市面上大部分廠商只是升級了5GHz頻段的調制方式而2.4GHz還是保持在256-QAM甚至64-QAM，高通將兩個頻段都支持到了最高調制方式，能夠在干凈環(huán)境近距離時的最大吞吐量可以提升約25%。

這種兩個頻段都采用最高調制方式，再結合MU-MIMO，高通在手機側的FastConnect6800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到1.8Gbps，實際吞吐量能達到1.3-1.4Gbps。另外，在2.4GHz可以默認支持40MHz帶寬。還能讓兩個鏈路同時工作，帶來更低時延的網絡效果。此外，由于能夠兼顧2.4GHz和5GHz這兩個網絡頻段，覆蓋范圍更大。

在AP/網絡側，高通提供的是Qualcomm Networking Pro產品組合，包含四條產品線。全系列芯片組采用4核Arm Cortex-A53CPU，最高主頻可達2.2GHz，同時具備兩個網絡加速器，硬件可以加速更多數(shù)據(jù)流。最高端的Qualcomm Networking Pro1200支持12路空間數(shù)據(jù)流，每個接入點最多支持連接業(yè)界最高的1500個用戶。另外，可以并發(fā)處理37個OFDMA的用戶，以及同時處理8路MU-MIMO數(shù)據(jù)流。

也就是說，終端側的FastConnect配合網絡側的Qualcomm Networking Pro，高通能夠最大化Wi-Fi 6的性能和體驗。

但是，要重新定義Wi-Fi 6，還需要分兩步。

雙頻Wi-Fi是當務之急

去年，高通和聯(lián)發(fā)科都已經提出了用雙頻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。所謂雙頻，就是同時連接雙頻Wi-Fi路由器的2.4GHz頻段和5GHz頻段，2.4GHz頻段覆蓋能力更強但速率較低，且容易受到其他工作于這一頻段的電子設備的干擾（比如微波爐），5GHz覆蓋范圍更小，但速率更高。

現(xiàn)實是，雙頻Wi-Fi路由器已經很普及，但是手機如何在兩個頻段之間切換困擾著業(yè)界。這是因為，路由器由于不了解終端的狀態(tài)，很難判斷合適切換。同樣，終端由于使用場景復雜，也很難判斷。并且，同時頻段之間也不一定能夠迅速地頻繁切換。

高通手機側的雙頻并發(fā)用了一個簡單有效的方法，2.4GHz和5GHz頻段都分別有一套獨立的基帶和射頻，兩個Wi-Fi同時工作，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控制兩個頻段的做法，就省去了頻段切換的問題。

但這會帶來功耗的問題，因此手機廠商就要基于功耗、應用場景等考慮，通過軟件實現(xiàn)智能控制，兼顧更高性能和更低功耗。

當然，手機側Wi-Fi6的實現(xiàn)還需要AP/網絡側的配合，路由器在功耗上沒有太大限制，可以持續(xù)同時提供5GHz和2.4GHz的鏈接，并且配合手機做切換。據(jù)雷鋒網了解，高通是通過使用802.11k和802.11v技術讓整個切換變得更加無縫。至于何時切換，不僅要是考慮信號的強弱，還要考慮5GHz信道和2.4GHz信道流量等情況，所以路由器側也需要通過軟件做更精細的補充，再結合雙頻并發(fā)的技術，實現(xiàn)全場景更好的切換。

高通此前推出的FastConnect 6200就已經支持實時雙頻Wi-Fi，在高通提供的底層硬件的支持下，配合手機廠商框架、算法和應用的優(yōu)化，此前OPPO、VIVO、小米已經相繼推出支持雙Wi-Fi的手機。如今，隨著驍龍865以及FastConnect 6800的推出，大約70款搭載驍龍865移動平臺的終端，同時也采用了QualcommFastConnect6800 Wi-Fi 6解決方案的手機將陸續(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)在看來更加實用且效果立竿見影。

下一步，Wi-Fi 6E下的160MHz

與5G類似，為了進一步提升網絡速度，Wi-Fi 6聯(lián)盟也考慮讓Wi-Fi運行在更高頻段。今年初，Wi-Fi聯(lián)盟首席執(zhí)行官兼總裁EdgarFigueroa表示，Wi-Fi聯(lián)盟現(xiàn)在推出Wi-Fi 6E標準，以確保行業(yè)統(tǒng)一通用術語，該標準允許Wi-Fi設備在頻譜可用時支持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-Fi5設備干擾的情況下獲得清晰的頻譜。高通迅速跟進了這一標準，今年2月的時候，高通已經通過FastConnect移動連接子系統(tǒng)和NetworkingPro系列組合，在6GHz頻段進行了里程碑意義的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信道和先進的調制技術，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）、可靠性和響應性。

但是請注意，距離使用6GHz的Wi-Fi6E終端和AP商用都還有一段時間。其中一個重要的原因是頻段開放的問題。高通產品經理葉思崑介紹，5GHz有4個頻段，在中國目前只能用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計。目前，國內還沒有開放6GHz頻段，等到開放的時候，芯片公司也需要根據(jù)國家相關的政策規(guī)范，在路由器和終端做一些軟硬件的定制化工作。

這時候，一定會有人想到，在5GHz用160MHz的信道不就可以嗎？事情沒有這么簡單，高通產品市場總監(jiān)接受媒體采訪時表示，Wi-Fi6芯片支持160MHz技術上并不是難點。但我們考慮到，在5GHz頻段上，160MHz的信道非常少，中國只有1個，歐美有2個，并且中國的這1個160MHz信道還有一部分是跨越到動態(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的路由器相對較少。因此高通認為目前雙頻并發(fā)的Wi-Fi更能解決用戶痛點，對Wi-Fi 6E標準也會積極跟進。

雷鋒網小結

高通在Wi-FI領域的投入已經有超過10年的時間，通過自主研發(fā)以及一系列并購，高通在Wi-Fi細分市場已經取得了不錯的成績，ABIResearch的數(shù)據(jù)顯示，2017年每個季度，高通在全球Wi-Fi市場份額上都位居第一或第二。ABI Research預計，到2023年高通的Wi-Fi6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，除了其終端以及網絡側具有競爭力的Wi-Fi6解決方案外，與其它通信技術的組合更能增加高通的競爭力。比如，F(xiàn)astConnect整合了藍牙，能夠滿足更多地智能設備的需求。另外，F(xiàn)astConnect配合高通驍龍5G調制解調器，能夠實現(xiàn)網絡連接從戶外到戶內的無縫體驗。

同時掌握并迅速跟進5G+Wi-Fi 6技術，無疑是高通在大數(shù)據(jù)時代的競爭力所在。