伴隨著含苞待放的千兆級LTE網(wǎng)絡(luò)和已見雛形的5G，高速便捷的蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大跨步的成為手機親密無間的伙伴，很少有人出門就迫不及待的尋找Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)在實際體驗中已經(jīng)追上Wi-Fi，但這并不意味著Wi-Fi技術(shù)沒有發(fā)展。目前我們普遍使用的還是802.11ac技術(shù)，它在近幾年成為市場主流。今年2月，高通發(fā)布了最新的802.11ax產(chǎn)品解決方案，它在5GHz頻段上可以帶來高達10.53Gbps的Wi-Fi連接速度。近日高通向我們分享了它們?nèi)碌倪M展。
Qualcomm Technologies產(chǎn)品管理總監(jiān)Jason Tao
技術(shù)的推陳出新，一定會要契合市場發(fā)展的趨勢，之前我們一直在追求Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)峰值速度的提升。不過單位家庭接入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量發(fā)生了有趣的變化，一個四口之家在2012年還只有8個Wi-Fi終端，到了2017年已經(jīng)攀升至24個，三年之后至少要達到50個。除了手機和筆記本，電視機、游戲機和各種智能家居設(shè)備將以指數(shù)級出現(xiàn)在你的客廳里。
自己觀察你會發(fā)現(xiàn)，家庭設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)的需求呈現(xiàn)兩極分化。一方面，4K視頻對Wi-Fi有著高帶寬、低延時的嚴苛要求；另一方面，大部分新生網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對網(wǎng)速要求并不高，但需要持續(xù)穩(wěn)定的接入，比如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
如果放眼到家庭環(huán)境以外，我們的辦公樓、教室等對網(wǎng)絡(luò)也有了新變化。比如在辦公樓除了辦公電腦，還有一大堆的手機、平板還在使用Wi-Fi，這就會出現(xiàn)多個AP節(jié)點之間的干擾，網(wǎng)絡(luò)非常密集時，就會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)被擠掉，看視頻卡頓的現(xiàn)象。另外隨著智慧城市的建設(shè)，園區(qū)范圍的Wi-Fi建設(shè)也面臨著瞬時高密度網(wǎng)絡(luò)的需求挑戰(zhàn)，比如節(jié)假日風景區(qū)Wi-Fi基本癱瘓。
這就要求Wi-Fi技術(shù)根據(jù)需求的變化進行升級優(yōu)化。
對于這些問題，高通認為，作為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)今后的演進，最關(guān)鍵的一點是整個網(wǎng)絡(luò)的容量是否能夠滿足應(yīng)用的需要，而并非在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)里某一個節(jié)點連到AP，能發(fā)送最快的速率是多少。換言之，絕對最高的速率并不是最關(guān)鍵的點，關(guān)鍵點在于如何為所有的用戶提供所有的數(shù)據(jù)，且質(zhì)量都能滿足他們對于服務(wù)的需求，所以這是關(guān)于總體網(wǎng)絡(luò)容量的問題。
下一代Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，無論是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、終端設(shè)備，還是芯片研發(fā)的今后發(fā)展目標，都應(yīng)該圍繞著網(wǎng)絡(luò)容量的擴展和網(wǎng)絡(luò)效率的角度來開展部署。這就是高通對802.11ax標準的一些思考。
因此高通推出的802.11ax的產(chǎn)品解決方案，主要從以下四個方面解決問題：
1、 802.11ax技術(shù)能使每個AP同時接入服務(wù)的終端數(shù)量有所提高。通常大家通過零售渠道/家用的主流路由器，同時接入十幾個終端時，可能就對Wi-Fi產(chǎn)生一些挑戰(zhàn)，使用效果與體驗就會逐漸變差。而802.11ax技術(shù)專門引入了一些新的特性，令同一個服務(wù)器可以同時服務(wù)多個終端，這方面相較前代有所提高。
2、在高密度使用場景下，如果有多個AP，802.11ax在密集型環(huán)境里能幫助多個AP之間互相協(xié)調(diào)，使得共享信道上的AP也能更合理地利用信道帶寬。
密集型環(huán)境里能幫助多個AP之間互相協(xié)調(diào)
3、上行鏈路的管理。在802.11ax技術(shù)之前，如802.11n和802.11ac，對于上行鏈路資源的調(diào)度都是依靠隨機競爭帶寬的。而802.11ax技術(shù)中的新協(xié)議增加了一些能夠?qū)K端之間進行協(xié)調(diào)，以及上行鏈路資源管理調(diào)度方面的功能。
4、 對于多種數(shù)據(jù)流的不同類型，如何能同時兼顧高數(shù)據(jù)量的需求，又能穿插顧及到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備即時性要求高、但數(shù)據(jù)流量不是很大的需求。如何混合進行業(yè)務(wù)操作，802.11ax技術(shù)對于這方面也進行了加強。
我們可以看到802.11ax技術(shù)對整體網(wǎng)絡(luò)的效率和容量都能有提高，那它又是如何實現(xiàn)的呢？高通也向我們分享了一些細節(jié)。
一個是8×8 MU-MIMO（多用戶多輸入多輸出）， 11ac當時支持的最大規(guī)格是4×4 MU-MIMO，同時可以向4個終端共享下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包。另外當時在11ac的規(guī)范里只有下行的MU-MIMO功能�，F(xiàn)在的11ax有兩個方面的提高：第一是上行和下行都可以支持MU-MIMO，不僅是從AP向終端發(fā)送數(shù)據(jù)包的時候可以一個數(shù)據(jù)包同時面向多個終端節(jié)點發(fā)送，同時這幾個終端節(jié)點也能夠協(xié)調(diào)，同時向AP端、網(wǎng)絡(luò)上行發(fā)送數(shù)據(jù)包。
技術(shù)關(guān)鍵點
另外一個重要的演進是OFDMA的加入。之前的11ac甚至之前的Wi-Fi采用的都是OFDM的調(diào)制方式，現(xiàn)在多了一個新的調(diào)制方式叫OFDMA，并能同時支持上行和下行。以前相當于在同一個幀（Frame）里只有一個標準的數(shù)據(jù)包，傳給客戶端的時候不管幀（Frame）的大小，從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的角度來看，在信道發(fā)送方面額外的系統(tǒng)開銷（overhead）都是一樣的。
而OFDMA是在蜂窩應(yīng)用中已經(jīng)普遍應(yīng)用的技術(shù)，它主要的優(yōu)勢功能是把各種大小的數(shù)據(jù)包從調(diào)制的角度組合在一起，系統(tǒng)開銷（overhead）可以通過共享而降低，因而效率得到提高，這是一個很重要的演進。
另一方面，OFDMA的符號的長度也變長了，每一個調(diào)制信號的符號長度變成以前11ac的4倍。調(diào)制的長度越長，在多路徑（Multipath）的情況下，AP端、客戶端就能有更多的機會可以充分利用多路徑，通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實際應(yīng)用場景中，特別是遠距離傳輸?shù)臅r候，在多路徑比較強的情況下，解碼能力增強，接受的穩(wěn)定性也更大了。
另外，現(xiàn)在的調(diào)制可以支持1024-QAM，之前最高只支持到256-QAM，調(diào)制碼的密度越大，承載的數(shù)據(jù)量也就越大，這比以前提高了2到3倍。
產(chǎn)品方面，高通表示正在向市場推廣的8×8 MI-MUMO 11ax的芯片與現(xiàn)在Qualcomm主流的11ax Wave2 4x4 MU-MIMO產(chǎn)品相比，覆蓋和吞吐量的效率整體提高4倍以上。
8×8 MI-MUMO 11ax的芯片
在今年2月份高通面向業(yè)界發(fā)布了IPQ807x和QCA6290這兩款芯片。在AP端高通推出了IPQ807x系列，根據(jù)不同的應(yīng)用場景和規(guī)格包括IPQ8074等不同規(guī)格產(chǎn)品。在終端側(cè)面向筆記本電腦、手機、車載應(yīng)用等等，在終端側(cè)的解決方案是QCA6290，配合AP端高通提供了一個完整的11ax解決方案。
盡管802.11ac還在普及的道路上，不過802.11ax的前景隨著物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的大舉推進，很快將會顯示出它的用武之地，我們期待這一天快點到來。
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