隨著數(shù)據(jù)量持續(xù)增加，人們對網(wǎng)絡設施要求越來越高，WiFi6成為技術熱點毫不意外。自 2019 年下半年開始，蘋果、小米、華為等有多家廠商陸續(xù)發(fā)布了多款搭載 WiFi 6 技術的產品。IDC 報告預測，截至 2020 年，WiFi 6 技術在國內的市場規(guī)模將接近 2 億美元。隨著下游市場的呼聲越來越高，高通、英特爾、博通等上游芯片廠商必然在 WiFi6 市場展開角逐。
在這些廠商中，高通亮出的是“WiFi6+5G”的組合拳。過去十年，高通在無線通信領域進行了大量投入，2011 年，收購了著名 Wi-Fi 芯片供應商創(chuàng)銳訊公司，2014 年，收購了 802.11ad 領域的明星企業(yè) Wilocity，2015 年，收購了藍牙領域的領軍企業(yè) CSR。從 2012 年到 2018 年，高通先后推出了 4 路MU-MIMO網(wǎng)絡解決方案，2x2 MU-MIMO 移動平臺，Wi-Fi 網(wǎng)狀網(wǎng)絡（Mesh）解決方案，以及頂級吞吐量 802.11ay 產品。在 2019 年推出了 Wi-Fi 6 解決方案、8x8 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡解決方案。2015 年至今，高通的 Wi-Fi 芯片出貨量已經超過 40 億顆。
高通產品市場總監(jiān)胡鵬表示，“我們在蜂窩和 Wi-Fi 兩個無線連接技術領域都深耕多年，其中蜂窩技術覆蓋了 3G、4G、5G，WiFi4、WiFi5、WiFi6，以及 60GHz Wi-Fi 技術都有研發(fā)投入。兩者更容易互相借鑒與融合，擴充另一個領域的產品特性。MIMO 最早是應用在蜂窩技術上，經過技術積累很快將其應用在 Wi-Fi 領域，增加網(wǎng)絡吞吐量并提高發(fā)射接收性能。在毫米波技術方面，高通先推出的支持 60GHz 毫米波頻段的商用 802.11ad 產品，隨后將 Wi-Fi 上的毫米波技術整合到 5G 中，支持毫米波的 5G 產品很快商用，到了 WiFi6 技術節(jié)點，高通的技術組合優(yōu)勢更加突出?！?/p>
網(wǎng)絡側 Wi-Fi 6：通過“硬核”來支持“硬貨”
很多人會問：為什么 Wi-Fi 6 技術要重新定義網(wǎng)絡？在 Wi-Fi 4 時代，人們習慣用數(shù)天線的方法估計一臺路由器的性能，到 Wi-Fi 5 時代，人們習慣用 802.11ac 后面的數(shù)字，例如 ac1100、ac1900、ac2100 估計一臺路由器的性能。然而，這些只是路由器的其中一個指標，不能完全體現(xiàn)路由器的整體性能。Wi-Fi 6 肩負著高帶寬、低時延、多用戶連接的使命，用戶所需要的不僅只是有線連接，更需要能滿足數(shù)據(jù)爆炸時代高質量的無線連接，因此，我們必須要定義新時代下的“新連接”。
20 年前，在家庭網(wǎng)絡環(huán)境中，Wi-Fi 只為一兩臺具有 Wi-Fi 功能的設備而服務；在大型公共場所，Wi-Fi 也只需為少量早期移動辦公者提供連接服務。10 年前，隨著智能手機和平板電腦的興起，無線路由普及，Wi-Fi 逐漸成為這些設備的重要聯(lián)網(wǎng)方式；如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量劇增，家庭也成為高密度的 Wi-Fi 使用場景。因此，消費者希望享受到更高帶寬、更低時延、更穩(wěn)定的智能終端的連接體驗。目前的 WiFi 信號強度顯然無法滿足大眾的需求。
針對 Wi-Fi 網(wǎng)絡性能的改善，高通產品經理葉思崑解釋，我們做了三點思考：第一，無論終端距離 AP 遠近，都需要保證該終端具備較高的連接速率；第二，在芯片設計時，從底層解決多終端用戶接入問題，保證多終端同時連接的情況下，高效完成各項 Wi-Fi 任務；第三，高性能的 CPU 以及硬件加解密能力可以加快用戶加入網(wǎng)絡、連接和傳輸數(shù)據(jù)的速度。
因此，高通基于 Wi-Fi 6 標準采取了多種措施：
第一，MU-MIMO。MIMO 相當于一個人用一雙手去處理事物，最多只能發(fā)揮一雙手的能力。隨著天線數(shù)量的增多，需要更高效的并發(fā)能力，MU-MIMO 就像千手觀音，用多雙手同時處理大量終端發(fā)起的網(wǎng)絡需求，這里的“千手觀音”可以看數(shù)據(jù)流的數(shù)量。MU-MIMO 分為上行和下行，下行 MU-MIMO 在 Wi-Fi 5 時已被引入。高通是首家支持 4 路 MU-MIMO 芯片組的廠商，在 2016 年將 Wi-Fi 5 的效率提高了 2-3 倍。由于近年來多終端直播以及云備份需求旺盛，高通的 WifF6 方案提供上行 MU-MIMO。
葉思崑強調，高通的 MU-MIMO 方案可以同時支持上行和下行鏈路，這一點不是所有支持 MU-MIMO 的方案都能做到。上下行支持的鏈路數(shù)量越多就意味著“手”越多，這樣在實際使用當中效果也會更好、效率也更高。
第二，BSS Coloring（BSS 著色技術），可以通俗地解釋為“我的地盤我做主”。Wi-Fi 6 增加該功能的目的在于，針對相鄰信道的網(wǎng)絡設備，6 位著色法使設備能夠區(qū)分相互之間的關系，從而降低設備之間的相互干擾，增加每個設備自身的網(wǎng)絡通信能力。
第三，OFDMA，通過 MU-MIMO 可以并發(fā)處理大數(shù)據(jù)連接以及通訊，對于各種碎片化的數(shù)據(jù)（例如，用戶通過微信、微博發(fā)送的小數(shù)據(jù)）如何確保低時延發(fā)送？OFDMA 可以對其進行改善，這是 Wi-Fi 領域引進的新技術，早在蜂窩網(wǎng)絡上就已開始運用了。葉思崑表示，我們的方案可以并發(fā)處理 37 個用戶的 OFDMA 技術，而且同時支持上行以及下行的 OFDMA 技術。另外，8×8 數(shù)據(jù)流也是業(yè)界最高的標準。在 Wi-Fi 6 的標準下，8×8 的數(shù)據(jù)流就如同“千手觀音”的“手”，數(shù)據(jù)流越多就能夠并發(fā)處理更多數(shù)據(jù)，為更多用戶提供更好的帶寬。時間切換波束成形（TS beamforming）技術能夠提供更好的覆蓋。
第四，TWT（目標喚醒時間），通過協(xié)調，高通的方案可以使等待的終端進入休眠狀態(tài)，進而節(jié)省移動終端的功耗，提高終端的可使用時間。
高通的 Networking Pro 系列平臺具有全新的芯片組架構，由 A53 架構的四核 CPU 組成，最高主頻高達 2.2GHz，同時具備兩個網(wǎng)絡加速器，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用。該平臺最高支持 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，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。以上特性不僅需要硬件來實現(xiàn)，還需要先進的調度算法使數(shù)據(jù)管理更高效。在物聯(lián)網(wǎng)連接方面，該系列支持藍牙以及 ZigBee 連接，滿足智能家居應用場景的需求。同時，該方案上實現(xiàn)了音頻、視頻、語音的支持，還有專門的能耗管理單元
葉思崑總結，面向 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡基礎設施，高通的產品組合包括 Networking Pro 400、Pro 600、Pro 800 以及最高端的 Pro 1200 四條產品線，它們分別對應最高支持 4 路、6 路、8 路和 12 路空間數(shù)據(jù)流，通過不同規(guī)格的平臺來協(xié)助客戶推出不同規(guī)格的產品。在整個平臺中，我們通過各種“硬核”來支持這個“硬貨”。
手機側：Wi-Fi 6 滿足大數(shù)據(jù)流量需求
目前，移動設備已經成為人們生活不可或缺的一部分，移動設備本身也成為驅動各種技術革新的動力。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017 年至 2022 年，全球移動數(shù)據(jù)流量將增加 7 倍，相當于每年實現(xiàn)一倍以上的 增長。目前，視頻在數(shù)據(jù)流量中的占比大概是 50%，預計 2022 年，視頻數(shù)據(jù)流的占比將增加到 80%，其中，70%的 IP 數(shù)據(jù)流量將會通過無線的方式傳輸，Wi-Fi 將會分流 59%的移動數(shù)據(jù)。
隨著移動數(shù)據(jù)流量的更加，多媒體辦公用戶需要上傳大量文件；在復雜網(wǎng)絡環(huán)境下，越來越多用戶需要同時上網(wǎng)；乘坐高鐵或地鐵時，人們需要高速流暢的移動連接；更多企業(yè)強調云計算、云辦公，時刻聯(lián)網(wǎng)至關重要；沉浸式 VR 體驗對無線連接和延時的要求更加苛刻，WiFi6 擴大應用刻不容緩。
高通的 FastConnect 子系統(tǒng)集成了 Wi-Fi 和藍牙，同時還和驍龍移動平臺系統(tǒng)內的各個子單元之間相互協(xié)作，提供更好的多用戶連接技術以及動態(tài)的功耗管理調整來實現(xiàn)更高的能效比。伴隨驍龍 865 移動平臺的推出，高通推出了 FastConnect 6800 子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)集成了完整的 Wi-Fi 6 功能集合，既對支持基礎特性，也對每個特性進一步實現(xiàn)極致化提升。
第一，8×8 數(shù)據(jù)流探測，是 Wi-Fi 6 標準的可選特性之一，高通的技術實現(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)絡的吞吐量，另外，還支持目標喚醒時間（TWT）。
第二，WPA3 安全，包含大量的對安全加密的提升，分為三個子集，按照 Wi-Fi 6 的標準并不一定要全部支持，高通做到在個人、企業(yè)、公共場所等不同場景下，都能夠支持 WPA3 安全。
第三，2×2+2×2 雙頻并發(fā)，在 1024QAM 調制方式下，Wi-Fi 6 的標準咩有要求在 2.4GHz 和 5GHz 兩個頻段同時支持 1024QAM。在 FastConnect 6800 上，高通推出 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)絡效果。此外，由于能夠兼顧 2.4GHz 和 5GHz 這兩個網(wǎng)絡頻段，覆蓋范圍更大。
目前，已經有 7.5 億臺采用 Qualcomm 的 MU-MIMO 解決方案的客戶端設備出貨。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?，MU-MIMO 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)絡支持，相比傳統(tǒng)的工作方式效率更高。
隨著 5G 和 Wi-Fi 6 技術的融合，兩者將共同為用戶帶來性能和體驗的提升。針對 Wi-Fi 6，高通可以提供“端到端”的廣泛產品組合，進而帶來體驗全方位的升級。在整個行業(yè)過渡到 Wi-Fi 6 的大趨勢下，Qualcomm 在網(wǎng)絡側尤其是無線 AP 側提供了豐富的產品組合，目前已經有超過 200 款采用 Qualcomm Networking Pro 系列平臺。在終端側方面，大約 70 款搭載驍龍 865 移動平臺的終端設計采用了 FastConnect 6800 移動連接子系統(tǒng)，支持 Wi-Fi 6 技術。
Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6 Ready 如何共存？
目前，在移動端，高通只有驍龍 865 支持 Wi-Fi 6，驍龍 855 和 765 支持 Wi-Fi 6 Ready。官方曾經表示，驍龍 855 和 765 可以通過后期軟件升級，實現(xiàn)支持 Wi-Fi 6。鑒于目前 Wi-Fi 6 終端比較少，對于 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡端的路由普及也形成障礙。接下來在高通的產品線中，Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6 Ready 將如何共存？
在胡鵬看來，在已有 Wi-Fi 6 Ready 的前提下推出 Wi-Fi 6 考慮兩方面：第一，通過簡單的軟件升級，很難將 Wi-Fi 6 Ready 升級至 Wi-Fi 6。從技術層面看，Wi-Fi 6 技術本身變化非常大，其中包括很多需要通過硬件升級來實現(xiàn)的重要功能，例如上下行鏈路 OFDMA、MU-MIMO。此外，完整的 Wi-Fi 6 功能也要求硬件處理能力的支持。去年 9 月，Wi-Fi 聯(lián)盟正式推出認證計劃，這意味著 Wi-Fi 6 在各廠家之間互操作性和兼容性達到了可用的級別。在 Wi-Fi 聯(lián)盟的指導之下，高通在 Wi-Fi 聯(lián)盟的認證發(fā)布之前，已經在不同的廠家之間做了密集的互操作性兼容性測試，并在去年 9 月份完成了測試。
高通所考慮的是怎樣讓用戶在早期（去年 9 月份之前）就能夠使用到 Wi-Fi 6 的功能，既沒有很大的兼容性風險，也不帶來顯著的成本增加。因此，驍龍 855 標配 Wi-Fi 6，驍龍 730、驍龍 765 平臺選配了 Wi-Fi 6 Ready。Wi-Fi 6 Ready 有三個重要特性：第一，是支持 8×8 數(shù)據(jù)流探測 MU-MIMO，可以提升多用戶的吞吐量；第二，支持目標喚醒時間，在多用戶的情況下能夠降低手機的功耗、提升特定應用的性能。第三是支持 WPA3 安全加密。因此，從性能、吞吐量、功耗和安全幾個滿足了用戶需求。
第二是兼容性。對于智能手機而言，無線技術的基礎特性升級十分重要，同時也非常謹慎。高通希望盡早讓客戶體驗到 Wi-Fi 6 的優(yōu)勢，因此驍龍 730、驍龍 765 上支持 Wi-Fi 6-Ready，驍龍 865 移動平臺支持 Wi-Fi 6，隨著成本的降低，支持全功能 Wi-Fi 6 的產品會越來越多。
筆者看來，在高通的產品線中 Wi-Fi 6 必然會完全替代 Wi-Fi 6-Ready，畢竟 Wi-Fi 6 的功能更加強大。隨著芯片價格的下降，用戶自然更傾向于選擇功能強大，成本更低的產品，這一點毫無疑問。
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