3月17日，在高通Wi-Fi 6技術(shù)線上媒體溝通會上再次詳細介紹了其四款六核心的Networking Pro Wi-Fi6解決方案，以及專為移動連接新時代而打造的高通FastConnect子系統(tǒng)。
據(jù)介紹，Networking Pro 系列具有四款差異化平臺，及全新的芯片組架構(gòu)，它由 A53 架構(gòu)的四核CPU組成，最高層級平臺主頻高達2.2GHz，同時具備兩個網(wǎng)絡(luò)加速器，使硬件可以加速更多數(shù)據(jù)流，從而釋放CPU主平臺來完成更多應(yīng)用。該系列平臺最高支持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，同時可以并發(fā)處理37個OFDMA用戶，以及同時處理8路MU-MIMO數(shù)據(jù)流。
而FastConnect是一個子系統(tǒng)，它集成了 Wi-Fi 和藍牙，同時還和驍龍移動平臺系統(tǒng)內(nèi)的各個子單元之間相互協(xié)作，提供更多、更好的多用戶連接技術(shù)以及更動態(tài)的功耗管理調(diào)整來實現(xiàn)更高的能效比。
高通最為人所熟知的是芯片廠商，但如果以Wi-Fi出貨量計，它其實也是家庭、企業(yè)、場館和移動Wi-Fi細分市場的全球領(lǐng)軍企業(yè)。據(jù)高通產(chǎn)品市場總監(jiān)胡鵬介紹，自2015年起，高通已經(jīng)出貨超過40億顆Wi-Fi 芯片。羅馬并非一日建成。在Wi-Fi領(lǐng)域，高通非常早就開始進行大量投入。從Wi-Fi4 開始，再到 Wi-Fi5、Wi-Fi6，另外還包括技術(shù)獨特且難度較高的 60GHz Wi-Fi 領(lǐng)域，高通不僅有非常豐富的技術(shù)積累，還持續(xù)在第一時間推出能夠支持技術(shù)升級的產(chǎn)品組合。高通2012年在手機側(cè)率先推出支持Wi-Fi5（802.11ac）的產(chǎn)品；2014年先后推出首個4路 MU-MIMO 網(wǎng)絡(luò)解決方案，及業(yè)界首個2x2MU-MIMO移動平臺；2016年推出了 Wi-FiSON（自組織 網(wǎng)絡(luò)）以及 Wi-Fi 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Mesh）解決方案；2018年推出業(yè)界首批能夠提供頂級吞吐量的 802.11ay產(chǎn)品；2019年，推出首個面向移動終端的 Wi-Fi 6 解決方案，以及首個8x8 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)解決方案。2020年，高通再次帶來了它在Wi-Fi 6領(lǐng)域的創(chuàng)新成果。
Wi-Fi 6：必須重新定義的“新連接”
2020年，受新冠疫情的影響，無論是中國經(jīng)濟，還是全球大環(huán)境，都受到了嚴重的重創(chuàng)，各行各業(yè)也都面臨著最嚴峻的考驗。通信行業(yè)，隨著MWC2020的停辦，沒有了與未來科技的會面，讓科技圈黯然失色不少。不過，無論是運營商，還是手機等終端廠商，都繼續(xù)積極推進著5G的發(fā)展。除了5G，Wi-Fi 6也是今年的一個熱門。近期，將為200M以下電信家庭光纖寬帶用戶提供免費提速到200M的服務(wù)。為了提升用戶的寬帶體驗，其實各大運營商都在逐漸提升寬帶速率，各大電商平臺也在不斷推出支持Wi-Fi 6的路由器，而且各大手機廠商也開始密集發(fā)布自己全新系列的手機產(chǎn)品，都已經(jīng)支持Wi-Fi 6技術(shù)。
20年前，Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)較為簡單。在家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Wi-Fi只為一兩臺具有Wi-Fi功能的設(shè)備（例如，筆記本電腦）而服務(wù)。10年前，隨著智能手機和平板電腦的興起，Wi-Fi 逐漸成為這些新興設(shè)備重要的聯(lián)網(wǎng)方式，無線路由器也隨之進入更多家庭，也使得更多人、更多終端擁有了在公眾場所連接互聯(lián)網(wǎng)的能力。如今，更多移動終端的興起以及智能家居的廣泛應(yīng)用，使得家庭成為高密度Wi-Fi 使用場景；各種手游以及云服務(wù)也催生了大量家庭網(wǎng)絡(luò)需求。在大型公眾場所中，智能化建設(shè)當(dāng)中高質(zhì)量、高可靠的無線網(wǎng)絡(luò)也成為了數(shù)萬用戶以及園區(qū)智能設(shè)備管理連接的重要橋梁。
隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長，市場對于上行鏈路的需求也有了顯著提升。Wi-Fi 6也可以說是為了滿足用戶和市場對于上行鏈路性能提升的需求和技術(shù)保障而產(chǎn)生的。Wi-Fi 6 肩負著高帶寬、低時延、多用戶連接的歷史使命。新時代下，消費者不僅僅只是聯(lián)網(wǎng)的有線連接，更希望享受到更高帶寬、更低時延、更能完全保障大量家中智能終端的連接體驗，全屋高質(zhì)量的無縫 Wi-Fi 連接，以滿足數(shù)據(jù)爆炸時代高質(zhì)量的連接需求。
跑得快是Wi-Fi 6的最直觀優(yōu)勢，不過卻并非是它的最重要升級點。對于80Ghz信道上的單個空間流，WiFi 4的理論速度是150Mb/s，Wi-Fi 5的理論速度是866MB/s，Wi-Fi 6的理論速度是1201MB/s。對比可見，Wi-Fi 6較Wi-Fi 5的提升速度遠低于Wi-Fi 5較Wi-Fi 4的提升。Wi-Fi 6其實更重要的是解決了大數(shù)量設(shè)備在連接網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)的擁堵問題。
目前Wi-Fi面臨的問題是，設(shè)備越來越多，并且它們對上下行流量的要求也越來越高，此外，還面臨非常嚴重干擾，以及互相搶占資源。一些大數(shù)據(jù)顯示，目前絕大部分用戶使用的還是2.4GHz Wi-Fi。事實上，在5GHz頻段上，802.11ac（即Wi-Fi 5）的2x2 MIMO情況下，80MHz頻寬下可以達到867M的吞吐量，實際有效吞吐量可以達到接近700兆。對于大多數(shù)用戶，他們遇到的問題不是幾百兆帶寬的Wi-Fi不夠用，而是Wi-Fi時常斷線。Wi-Fi 6最關(guān)鍵的一點是極大改善了目前終端用戶的用戶體驗問題。它是將很多控制權(quán)放在路由器側(cè)，讓路由器決定設(shè)備之間是否組成一個OFDMA的網(wǎng)絡(luò)，減少不必要的空間競爭，讓設(shè)備有序地通信（包括MU-MIMO上下行）。
高通產(chǎn)品經(jīng)理葉思崑表示，高通一直很注重用戶體驗的提升，致力于通過不斷的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級，能夠真正解決用戶痛點。作為方案提供商，為進一步改善Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)性能，高通一直在做不斷的嘗試和深度的思考。那么，高通基于Wi-Fi 6標準，都做了哪些事情呢？
Networking Pro：極致的Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)體驗
高通此次推出的Networking Pro平臺，實現(xiàn)了上行 MU-MIMO、上行的OFDMA、支持高達37個OFDMA用戶以及支持高達1500個用戶連接等諸多增強特性。除了速率以外，還提供了大量的實用Wi-Fi6特性。下圖是這款芯片的全新架構(gòu)圖。它由A53架構(gòu)的四核CPU組成，最高層級平臺主頻高達2.2GHz，同時具備兩個網(wǎng)絡(luò)加速器，使硬件可以加速更多數(shù)據(jù)流，從而釋放CPU主平臺來完成更多應(yīng)用。CPU的資源非常重要，因此高通的解決方案，將數(shù)據(jù)部分盡可能上傳到網(wǎng)絡(luò)處理器中。此外，IoT Connectivity可以支持藍牙以及ZigBee連接，滿足家庭應(yīng)用中智能家居應(yīng)用場景的需求。同時，該方案有專門的能耗管理單元，以及基于以太網(wǎng)、能支持高達10GB的接口，此外還實現(xiàn)了音頻、視頻、語音的支持。
高通Networking Pro平臺芯片架構(gòu)
下面，我們再來詳細看看這個平臺中的幾項關(guān)鍵技術(shù)。首先是MU-MIMO。MU-MIMO分為上行和下行，主要是可以并發(fā)處理大數(shù)據(jù)連接以及通訊。高通作為首家支持4路MU-MIMO 芯片組的廠商。與傳統(tǒng)的路由器和手機之間采用的分時工作、依次進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞讲煌?，它可以支持多用戶下的Wi-Fi同時工作。如果路由器和手機同時支持 MU-MIMO，就可以實現(xiàn)由一個路由器同時為幾部手機提供網(wǎng)絡(luò)支持，相比傳統(tǒng)的工作方式效率更高。
早在 2016 年時，高通就將下行MU-MIMO引入到Wi-Fi 5，并將效率提高了2至3倍，為多終端的下載速度提升帶來變革性飛躍。到Wi-Fi6 ，基于近年來多終端直播以及云備份等上行活動愈發(fā)活躍的現(xiàn)狀，為滿足時代需求，高通的MU-MIMO 解決方案已經(jīng)可以同時支持上行和下行鏈路。上下行支持的鏈路數(shù)量越多，則在實際使用當(dāng)中效果也會更好、效率也更高。據(jù)介紹，目前，已經(jīng)有 7.5 億臺采用高通的MU-MIMO 決方案的客戶端設(shè)備出貨。
接來下，我們再來看BSS Coloring（BSS 著色技術(shù)）。Wi-Fi 6 增加該功能的目的在于，針對相鄰信道的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，6 位著色法使設(shè)備能夠區(qū)分相互之間的關(guān)系，從而降低設(shè)備之間的相互干擾，增加每個設(shè)備自身的網(wǎng)絡(luò)通信能力。
第三個，就是最常聽說的OFDMA技術(shù)。對于各種碎片化的數(shù)據(jù)——例如在玩手游的時候，怎樣確保手游在大量設(shè)備環(huán)境下，依然能保持很好的低時延效果？這其實是通過OFDMA來進行改善，這也是在Wi-Fi領(lǐng)域非常重要的、全新引入的技術(shù)，這一技術(shù)早在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上就已開始運用了。目前，高通已經(jīng)能提供支持同時并發(fā)處理37個用戶的OFDMA技術(shù)， 同時還具有能并發(fā)處理 37 個終端側(cè)設(shè)備的能力，并支持上行以及下行的 OFDMA 技術(shù)，使得上下行能夠?qū)Φ鹊靥嵘?OFDMA 性能。這是非常重要的指標，同時也是當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的水準。
據(jù)了解，目前，高通面向Wi-Fi6網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完整產(chǎn)品組合分為 Networking Pro400、Pro 600、Pro 800 以及最高端的Pro 1200四條產(chǎn)品線，它們分別對應(yīng)最高支持4路、6路、8路和12路空間數(shù)據(jù)流。此外，該系列平臺具有可擴展性，支持一些更智能的配置，使用過程更加便捷、安全，并且更新時無需更新每個產(chǎn)品，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的所有產(chǎn)品僅相當(dāng)于一臺設(shè)備。這個解決方案適用于家庭側(cè)、商業(yè)側(cè)，以及企業(yè)級的應(yīng)用場景，對火車、飛機以及各種客運大樓等大型場所也同樣適用。目前已經(jīng)有超過200款采用 NetworkingPro 系列平臺的設(shè)計已經(jīng)出貨，或是正在開發(fā)當(dāng)中。
專為移動連接而生的FastConnect 子系統(tǒng)
移動設(shè)備是現(xiàn)在人們生活不可或缺的一部分。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的不斷推進，移動數(shù)據(jù)正逐年持續(xù)增長。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年至2022年，全球移動數(shù)據(jù)流量預(yù)計將增加7倍。在這些數(shù)據(jù)流量中，視頻的占比將越來越高，例如一些海外的研究報告顯示，F(xiàn)acebook 在線直播每年都在翻倍上漲，觀眾對視頻的質(zhì)量要求也越來越高，YouTube 每分鐘上傳300小時視頻；在國內(nèi)市場中，抖音、微信、微博 等各種各樣在線視頻直播需求，以及上傳視頻、在線觀看視頻的需求也非常火熱。目前視頻在數(shù)據(jù)流量中的占比大概是50%，而到2022年這一比例將會增加至80%。另有數(shù)據(jù)顯示，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，Wi-Fi 將會分流59%的移動數(shù)據(jù)。
Wi-Fi 6 技術(shù)正是在這樣的大背景下應(yīng)運而生。市場對于移動數(shù)據(jù)流量、用戶上網(wǎng)需求、以及各種各樣復(fù)雜應(yīng)用場景下對于大帶寬、高吞吐量、高能效上網(wǎng)的需求，正是這些要求催生Wi-Fi 技術(shù)發(fā)展，以應(yīng)對市場上對于Wi-Fi連接的不同應(yīng)用需求。高通推出了的FastConnect子系統(tǒng)，正是響應(yīng)這些對無線連接性能提升的需求。該系統(tǒng)集成了Wi-Fi和藍牙，但它不僅僅是集成 Wi-Fi 和藍牙，它還和驍龍移動平臺系統(tǒng)內(nèi)的各個子單元之間相互協(xié)作，提供更多、更好的多用戶連接技術(shù)以及更動態(tài)的功耗管理調(diào)整來實現(xiàn)更高的能效比。例如 Wi-Fi 和蜂窩之間的無縫切換等各種各樣的應(yīng)用場景以及用戶體驗的提升，都是通過 FastConnect 子系統(tǒng)在內(nèi)部進行整合、提供最佳方案來實現(xiàn)的。
隨著驍龍 865 移動平臺的推出，高通推出了集成非常完整的 Wi-Fi 6 功能集合的FastConnect 6800子系統(tǒng)。據(jù)介紹，在Wi-Fi 6完整的功能之中，F(xiàn)astConnect 6800子系統(tǒng)既對基礎(chǔ)特性提供支持，同時也對每個特性又進一步實現(xiàn)極致化提升。
如下圖， 首先，8×8 數(shù)據(jù)流探測的 MU-MIMO是Wi-Fi6 標準的可選特性之一，在高通的解決方案中，實現(xiàn)了對最頂級的 8×8 探測能力的支持。在多用戶聯(lián)網(wǎng)的情況下，該特性可以提升單用戶和整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。其次，目標喚醒時間（TWT），也是可選特性之一，高通技術(shù)中也提供了全面的支持。第三是WPA3 安全，它分為三個子集，包含了大量的對安全加密的提升，Wi-Fi 6的標準并不一定要全部支持，而高通的解決方案可做到在個人、企業(yè)、公共場所 等不同場景下，都能夠支持 WPA3安全。最后，在1024QAM調(diào)制方式的支持上，Wi-Fi 6 標準并不要求同時在2.4GHz和5GHz兩個頻段同時支持1024QAM，且市場上有些方案也只在5GHz頻段提供支持，高通技術(shù)在兩個頻段都能夠支持最高的1024QAM調(diào)制方式。在OFDMA和MU-MIMO的支持方面，高通實現(xiàn)了對這兩個特性的上行和下行的全部支持，能夠極大程度地滿足上行和下行鏈路都希望提升吞吐量的需求，為每個用戶帶來網(wǎng)絡(luò)性能的提升。此外，F(xiàn)astConnect 6800 還可以支持藍牙 5.1。
關(guān)鍵技術(shù)點：2×2+2×2 雙頻并發(fā)
傳統(tǒng)意義上的“雙頻 Wi-Fi”指的是手機的Wi-Fi連接能力，既支持2.4GHz頻段，也支持5GHz頻段，但只有一套基帶，一套 MAC，控制兩個頻段的射頻，沒辦法同時工作，所以并不是雙頻并發(fā)。由此帶來的問題是如何在復(fù)雜的使用場景下判斷何時連接2.4GHz頻段，何時連接5GHz頻段。路由器由于不了解終端的狀態(tài)，很難判斷。同樣的，終端由于使用場景復(fù)雜，也很難判斷。
在 FastConnect6800 上，高通進一步推出2×2+2×2的雙頻并發(fā)Wi-Fi，可以在2.4GHz和5GHz頻段，同時支持2×2的 MIMO，并且是基于最高的1024QAM調(diào)制方式，一方面可以帶來吞吐量的極大提升，最大的物理吞吐量可以達到 1.8 Gbps，實際吞吐量能達到 1.3-1.4Gbps。另一方面，因為兩個鏈路同時工作，可以帶來更低時延的網(wǎng)絡(luò)效果。此外，由于能夠兼顧2.4GHz和5GHz這兩個網(wǎng)絡(luò)頻段，覆蓋范圍更大。
雙頻并發(fā)是高通進一步改善雙頻切換的方案之一。何時切換，并不僅僅是考慮信號的好與不好，還要考慮5GHz信道和2.4GHz信道在流量各方面的情況， 比如某個終端上是否在播放視頻。這其中就用到了高通非常成熟的自組網(wǎng)技術(shù)。所以在軟件上，路由器側(cè)會做更精細的補充，會通過 802.11k 和 802.11v 這樣的技術(shù)使得整個切換變得更加無縫。這種連接不僅是2.4GHz 和5GHz之間的，也包括全場景的路由器之間的切換。
Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E、Wi-Fi 6+5G
Wi-Fi 6E 是近期比較熱門的話題。2019年9月，Wi-Fi聯(lián)盟正式將Wi-Fi 802.11改名為Wi-Fi 6；2020年1月，Wi-Fi聯(lián)盟再次宣布將使用6GHz頻段的802.11ax無線網(wǎng)絡(luò)稱為Wi-Fi 6E。它是把 Wi-Fi 6 的協(xié)議從現(xiàn)在的雙頻 2.4GHz、5GHz 拓 展至 6GHz 頻段。6GHz 是一個全新的頻段，有 1.2GHz 的總帶寬，可以容納更多的信道數(shù)量。據(jù)相關(guān)資料介紹，Wi-Fi 6E由于與5GHz頻段相鄰，具有更大的可用性和更寬的通道尺寸，并且可以在受到傳統(tǒng)Wi-Fi 4或者Wi-Fi 5設(shè)備干擾的情況下依然獲得清晰的頻譜。
Wi-Fi 6E除了增加對6GHz頻段的支持，對射頻等不管是硬件設(shè)計還是其他外圍設(shè)計，與Wi-Fi 6也不太一樣。有相關(guān)分析人士認為，一旦監(jiān)管機構(gòu)開放6GHz頻段，第一批使用該頻段的Wi-Fi設(shè)備將包括Wi-Fi 6E智能手機。在今年2月，高通基于Wi-Fi 6E的技術(shù)架構(gòu)，做了一個從路由器側(cè)到手機側(cè)的端到端OTA演示。不過，目前Wi-Fi6E還處于演示階段，商業(yè)化要到后續(xù)才能實現(xiàn)不過。具體在中國，考慮到中國的具體國情，中國目前還沒有公布開放6GHz頻段的政策。
葉思崑表示，Wi-Fi 6E增加了對新的頻段的支持，不論是路由器側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)還是手機側(cè)，都是需要硬件上的更新的。高通會隨時跟進中國最新制定的政策規(guī)范，在Wi-Fi 6E（6GHz頻段）開放的時候，基于政策規(guī)范做出相應(yīng)的有針對性的設(shè)計。
不過，Wi-Fi 6E只是在Wi-Fi 6的基礎(chǔ)上增加了6GHz頻段，但還并不足以成為新一代的Wi-Fi。怎么命名不重要，關(guān)鍵還是在于怎么給終端用戶帶來體驗提升。高通認為，在當(dāng)前實時雙頻Wi-Fi比較能夠提升用戶體驗，超過90%以上的用戶默認連接2.4GHz Wi-Fi時，完全沒有把5GHz頻段利用起來。5GHz頻段穿墻較差，但是當(dāng)用戶在同一個房間或者隔墻不是很遠的時候，5GHz又具備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境干凈、速率高的優(yōu)勢，而2.4GHz穿墻效果好。這二者之間怎么切換是一直以來比較困擾業(yè)界的問題。在高通最新推出的Wi-Fi 6方案當(dāng)中，就采用了2x2+2x2雙頻并發(fā)Wi-Fi技術(shù)，這個目前高通特有的特性，對增強用戶Wi-Fi體驗非常重要。
胡鵬表示，高通從底層技術(shù)角度出發(fā)，把 2.4GHz 和 5GHz同時利用起來，兼顧兩者的優(yōu)勢，目前來看，在5GHz頻段下，160MHz帶寬在中國僅能支持1個信道，因此160MHz 對于Wi-Fi 6來說并不是太實用。不過隨著Wi-Fi 6E的開放， 6GHz頻段帶來的更高頻段，，160MHz可以容納7個信道，這 將能夠更好的地發(fā)揮其優(yōu)勢。
除Wi-Fi 6E外，Wi-Fi 6+5G也是當(dāng)前行業(yè)的一個熱議話題，更是被行業(yè)戲稱為“天生一對”。5G和Wi-Fi都是接入技術(shù)，它們在不同的場合下各有側(cè)重點。在外面的移動場景下，5G毫無疑問更合適，其移動范圍更大；而Wi-Fi的應(yīng)用場景則是機場、酒店，尤其在家里用的比較多。從目前的調(diào)研數(shù)據(jù)來看，用戶回家后對Wi-Fi的使用率非常高。而且現(xiàn)在需要接入Wi-Fi的設(shè)備越來越多，人們家里有掃地機器人、電視機、投影儀、飲水機等，各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都需要接到Wi-Fi上，使得Wi-Fi上的設(shè)備越來越多。此外，雖然5G的技術(shù)很強大，但其帶寬成本也是明顯高于相對輕量化的Wi-Fi6技術(shù)。
無論是在國內(nèi)還是國外，“最后一公里”都是較大的難題，因為鋪設(shè)電纜很麻煩，而到家的網(wǎng)絡(luò)覆蓋又是另外一個問題。葉思崑表示，5G 和Wi-Fi 6是相輔相成、協(xié)同發(fā)展的。隨著5G和Wi-Fi 6技術(shù)的融合，它們將共同為用戶帶來性能和體驗的提升。對于整個業(yè)界而言，5G 和 Wi-Fi 6的協(xié)同發(fā)展將會成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的一個重要的試點。
