WiFi能干的事兒絕不止聯(lián)網(wǎng)這么簡單！

“十年前，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)，是如何把終端設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。而今天，每天都有超過500萬個(gè)智能終端連接到互聯(lián)網(wǎng)上，我們最大的挑戰(zhàn)在于如何保證聯(lián)網(wǎng)終端的和諧公平共存，并為用戶提供無縫體驗(yàn)。”Qualcomm產(chǎn)品管理副總裁Gopi Sirineni稱，此前有分析機(jī)構(gòu)在報(bào)告中預(yù)測，一個(gè)典型的美國四口之家擁有的聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量，將從2017年的20個(gè)增加到2022年的50個(gè)，用戶每月的數(shù)據(jù)使用量也將從2016年的70GB猛增到2020年的165GB。但從目前的實(shí)際情況來看，這些數(shù)據(jù)顯然是被低估了。

解決傳統(tǒng)路由器三大痛點(diǎn)

Qualcomm此前針對中國消費(fèi)者的一項(xiàng)調(diào)查顯示，接近60%的用戶都對家中的路由器感到不滿，以下三點(diǎn)尤其突出：一是Wi-Fi覆蓋問題，54%的受訪者認(rèn)為隨著居住面積的擴(kuò)大，很多房間都無法連接Wi-Fi;二是接近60%的用戶反映在高峰時(shí)間網(wǎng)絡(luò)連接性較差，即網(wǎng)絡(luò)擁擠和網(wǎng)絡(luò)互相干擾問題嚴(yán)重;三是38%的用戶認(rèn)為極難甚至無法增加新終端，路由器的用戶使用界面和終端接入難度較大，用戶體驗(yàn)不好。

Gopi Sirineni認(rèn)為，要想實(shí)現(xiàn)無縫的用戶體驗(yàn)并驅(qū)動智能家居發(fā)展，是否能夠解決好連接、感知、交互和安全這四大技術(shù)將成為關(guān)鍵。因此，高通針對家庭互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的需要，在三四年前提出了Wi-Fi SON(Self-Organizing Network)概念。據(jù)稱目前60%的美國家庭已經(jīng)將家中的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)從普通單節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，但在中國，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)方式還沒有非常大的接入率，市場潛力很大。

SON可直譯為自組織網(wǎng)絡(luò)或被稱為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，相較之前用戶買一臺Wi-Fi網(wǎng)關(guān)的傳統(tǒng)方式，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是指在家中擺放一套三件裝、四件裝，甚至六件裝的多臺Wi-Fi組網(wǎng)設(shè)備。當(dāng)其中一臺連接到上行網(wǎng)絡(luò)后，其他幾臺就會自動組成一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，家中的終端也會根據(jù)信號強(qiáng)度和環(huán)境干擾狀況，就近連接到一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。

自修復(fù)功能則是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的另一大優(yōu)勢。比如家中安裝的攝像頭通常只在特定的時(shí)間工作，或者偵測到家中有移動目標(biāo)才工作。在自組網(wǎng)上，攝像頭的工作情況則與正常使用情況的規(guī)律不同。發(fā)現(xiàn)攝像頭在不該開啟的時(shí)段進(jìn)行工作，或者攝像頭抓取的數(shù)據(jù)情況跟平時(shí)使用的情況不一致時(shí)，自組網(wǎng)自修復(fù)功能可以根據(jù)用戶平時(shí)使用攝像頭的情況進(jìn)行監(jiān)測，情況有變化的時(shí)候向用戶提供警報(bào)，甚至將這種終端隔離，起到保護(hù)的作用。

再例如，按照傳統(tǒng)方式在家中接入一個(gè)路由器，路由器若損壞，家中的網(wǎng)絡(luò)基本癱瘓，無法與終端進(jìn)行Wi-Fi連接。而具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案，如果某一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，使用數(shù)據(jù)流將會自動連接到其他節(jié)點(diǎn)，甚至是終端的連接也可以通過其他的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、抗干擾和抗破壞的能力更勝一籌。

讓高密度居住環(huán)境受益

網(wǎng)狀Wi-Fi面向城市中心地帶，可以讓高密度的居住環(huán)境受益，這是Gopi Sirineni給出的基本觀點(diǎn)。

在樓宇中，高密度環(huán)境中信號干擾問題對消費(fèi)者網(wǎng)絡(luò)使用體驗(yàn)的負(fù)面影響非常大。在部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的情況下，不同住戶的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以協(xié)同工作——即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁擠情況或用戶使用特性進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，從而解決了三大問題：第一，減少相互干擾;第二，增強(qiáng)信號覆蓋;第三，從整體上提高用戶體驗(yàn)。這不僅提高了某一家住戶的體驗(yàn)，而且為整個(gè)樓宇的每位住戶都提供更優(yōu)的使用體驗(yàn)。

在家庭中，以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中國家庭接入場景為例，即寬帶通過光纖接入，路由器放在家中的某一端，這造成路由器的實(shí)際覆蓋面積僅為居住環(huán)境的1/4，其余3/4不僅沒有提供家庭覆蓋的功能，反而造成了對周圍鄰居的干擾。這也是用戶感覺在網(wǎng)絡(luò)使用高峰時(shí)段體驗(yàn)變差的根本原因，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾非常強(qiáng)烈。也就是說，網(wǎng)絡(luò)不僅沒有實(shí)現(xiàn)全部覆蓋，反而造成了更多干擾。

反之，如果采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)家中有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(AP)時(shí)，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)干擾情況、用戶使用需求情況，把家庭網(wǎng)絡(luò)的覆蓋重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到在家庭中心的節(jié)點(diǎn)位置，或者干擾比較小的節(jié)點(diǎn)位置。這樣既解決了家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，也減少了毗鄰網(wǎng)絡(luò)之間的互相干擾。

在Qualcomm的測試中，如果只使用單路由器，離路由器節(jié)點(diǎn)比較遠(yuǎn)的地方只有60M的數(shù)據(jù)吞吐量。使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案后，即使最弱接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)吞吐量也可以達(dá)到265M。此外，家庭網(wǎng)絡(luò)的平均吞吐量也有50%以上的提升。

用Wi-Fi進(jìn)行智能偵測

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不僅能夠解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題，還可以提供更多的智能功能，用以打造無縫的交互體驗(yàn)，華碩Lyra Voice和NETGEAR Orbi Voice即為語音UI+網(wǎng)絡(luò)集成的典型代表。

語音生物識別——高通的音頻解決方案不僅能夠通過識別關(guān)鍵詞執(zhí)行指令，而且能夠識別語音指令的發(fā)出對象，進(jìn)一步地根據(jù)指令發(fā)出對象的不同身份進(jìn)行不同的操作;

喚醒詞識別和低功耗待機(jī)模式——這不僅僅可以節(jié)能，同時(shí)通過降低關(guān)鍵詞誤判率，減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)和云端的數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化;

語音打斷和遠(yuǎn)場語音——基于6-8個(gè)麥克風(fēng)回音消除和噪聲抑制的遠(yuǎn)場語音技術(shù)，即使智能音箱或其他終端正在播放音樂且音量很高，系統(tǒng)依然可以識別關(guān)鍵詞或者發(fā)布的指令，并進(jìn)行交互;

來源追蹤——用戶在不同房間內(nèi)走動時(shí)，音樂可以伴隨用戶的移動在不同的智能音箱中播放，創(chuàng)造無縫的用戶體驗(yàn)。

除了與語音交互功能進(jìn)行整合外，面向空間AI感知將成為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)下一步整合的目標(biāo)。

具體而言，雖然用戶無法看到Wi-Fi信號，但實(shí)際上Wi-Fi信號會在家中不停的發(fā)生碰撞和反射，所以不同的人、寵物、物體在家中進(jìn)行移動時(shí)，對環(huán)境擾動的射頻信息都是不同的。從技術(shù)角度來看，我們完全可以通過射頻環(huán)境的變化來感知和判斷是誰在家中進(jìn)行移動。

以下三個(gè)應(yīng)用場景也許會給我們帶來新的應(yīng)用靈感：

第一，動作偵測。在家庭安防的應(yīng)用，無需通過攝像頭或其他感應(yīng)器進(jìn)行監(jiān)測，只要家中部署了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi，就可以偵測到主人離開家之后是否突然有人闖入，并且通過動作偵測判斷這是家人還是陌生人。

第二，位置跟隨。家中的智能照明產(chǎn)品、音頻設(shè)備、智能電視可以跟隨用戶位置的移動而改變操作的具體位置，比如在主人從一個(gè)房間走到另外一個(gè)房間、或者從客廳走到臥室的過程中，這些智能產(chǎn)品依然可以提供無縫的用戶體驗(yàn)。

第三，遠(yuǎn)程監(jiān)測。如果整個(gè)樓宇都部署了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，在一些非常緊急的情況下，安防人員可以通過射頻信號的偵測，遠(yuǎn)程掌控住戶家中是否有人?一共有多少人在樓宇內(nèi)?這些人分布在哪些位置?而無需進(jìn)入到住戶家中進(jìn)行查看。

但Gopi Sirineni強(qiáng)調(diào)說，射頻偵測識別的不是面部信息，更多是識別個(gè)體生物紋路特性，比如人或?qū)櫸锏鹊耐庑?、動?走路、奔跑、跳躍)的習(xí)慣特性，從而判斷個(gè)體的身份，這和面部識別的技術(shù)完全不同。

他認(rèn)為Wi-Fi射頻偵測與視頻攝像頭相比較，具有更好的靈活性：通過視頻進(jìn)行臉部識別時(shí)，人或采集目標(biāo)需要站在特定的位置;Wi-Fi的射頻偵測無此要求，無論目標(biāo)是人、寵物或其他物體，他們都可以處于家中的任何位置，可以依照平時(shí)的活動范圍和生活習(xí)慣自由移動，Wi-Fi可以實(shí)時(shí)進(jìn)行射頻偵測和識別。

此外，射頻偵測還可以更好地保護(hù)隱私。因?yàn)榧抑械陌卜罃z像頭通常都是對著大門、室外、或家中某些特定位置，如果進(jìn)行大范圍的視頻監(jiān)測，用戶會擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫撕蟊恍孤丁５漕l偵測避免了隱私方面的擔(dān)憂，因?yàn)槠渲辉陉P(guān)鍵動作或者關(guān)鍵指令的部分有交互，其他部分不會有任何成像，用戶無需擔(dān)心家人的一舉一動被遠(yuǎn)程監(jiān)視。

Wi-Fi加速準(zhǔn)備殺入6GHz頻段

有消息稱，業(yè)界工程師們已經(jīng)達(dá)成在明年5月展開下一代Wi-F規(guī)格訂定工作的共識，可望將數(shù)據(jù)傳輸量提升四倍。新的“極高吞吐量”(extreme high-throughput，EHT)規(guī)格，會是首度從設(shè)計(jì)之初就納入對6GHz頻段的支持，而且問世步伐加快的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)。

開發(fā)者期望6GHz頻段能在2020年清空，以提供包括Wi-Fi與蜂窩通訊等技術(shù)的免執(zhí)照使用。而Wi-Fi陣營的目標(biāo)是屆時(shí)能翻新802.11ax規(guī)格供6GHz頻段使用，并在2023年推出EHT規(guī)格來強(qiáng)化6GHz的實(shí)際部署。

Gopi Sirineni對《電子工程專輯》表示，從Wi-Fi Alliance(WFA)層面來看，802.11ax的技術(shù)規(guī)范其實(shí)還沒有完全鎖定，向6GHz頻段，具體而言是從5.9GHz至7.1GHz的范圍擴(kuò)展，已經(jīng)是大勢所趨，因?yàn)樗坏梢詭砀叩撵`活性，也可以避免160MHz頻帶之間相互干擾和覆蓋。

“但嚴(yán)格來說，這實(shí)際上還算不上是下一代Wi-Fi技術(shù)的演進(jìn)，只是在.11ax的基礎(chǔ)上增加了帶寬和可用頻譜，從而使服務(wù)范圍變得更廣而已。”他說。

而在極高吞吐量方面，Qualcomm產(chǎn)品管理總監(jiān) Jason Tao認(rèn)為更多的技術(shù)融合，特別是基于相似頻譜的技術(shù)之間的演進(jìn)和融合，將成為重要趨勢。例如在蜂窩和Wi-Fi之間，11ax就引入了OFDMA技術(shù)，類似的情形今后會更加常見。