WiFi6+5G：高通在無(wú)線連接市場(chǎng)打得是“組合拳”

隨著數(shù)據(jù)量持續(xù)增加，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施要求越來(lái)越高，WiFi6 成為技術(shù)熱點(diǎn)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(shù)的產(chǎn)品。IDC 報(bào)告預(yù)測(cè)，截至 2020 年，WiFi 6 技術(shù)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)規(guī)模將接近 2 億美元。隨著下游市場(chǎng)的呼聲越來(lái)越高，高通、英特爾、博通等上游芯片廠商必然在 WiFi6 市場(chǎng)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(wú)線通信領(lǐng)域進(jìn)行了大量投入，2011 年，收購(gòu)了著名 Wi-Fi 芯片供應(yīng)商創(chuàng)銳訊公司，2014 年，收購(gòu)了 802.11ad 領(lǐng)域的明星企業(yè) Wilocity，2015 年，收購(gòu)了藍(lán)牙領(lǐng)域的領(lǐng)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(luò)解決方案，2x2 MU-MIMO 移動(dòng)平臺(tái)，Wi-Fi 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Mesh）解決方案，以及頂級(jí)吞吐量 802.11ay 產(chǎn)品。在 2019 年推出了 Wi-Fi 6 解決方案、8x8 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)解決方案。2015 年至今，高通的 Wi-Fi 芯片出貨量已經(jīng)超過 40 億顆。

高通產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)胡鵬表示，“我們?cè)诜涓C和 Wi-Fi 兩個(gè)無(wú)線連接技術(shù)領(lǐng)域都深耕多年，其中蜂窩技術(shù)覆蓋了 3G、4G、5G，WiFi4、WiFi5、WiFi6，以及 60GHz Wi-Fi 技術(shù)都有研發(fā)投入。兩者更容易互相借鑒與融合，擴(kuò)充另一個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品特性。MIMO 最早是應(yīng)用在蜂窩技術(shù)上，經(jīng)過技術(shù)積累很快將其應(yīng)用在 Wi-Fi 領(lǐng)域，增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量并提高發(fā)射接收性能。在毫米波技術(shù)方面，高通先推出的支持 60GHz 毫米波頻段的商用 802.11ad 產(chǎn)品，隨后將 Wi-Fi 上的毫米波技術(shù)整合到 5G 中，支持毫米波的 5G 產(chǎn)品很快商用，到了 WiFi6 技術(shù)節(jié)點(diǎn)，高通的技術(shù)組合優(yōu)勢(shì)更加突出?！?/p>

網(wǎng)絡(luò)側(cè) Wi-Fi 6：通過“硬核”來(lái)支持“硬貨”

很多人會(huì)問：為什么 Wi-Fi 6 技術(shù)要重新定義網(wǎng)絡(luò)？在 Wi-Fi 4 時(shí)代，人們習(xí)慣用數(shù)天線的方法估計(jì)一臺(tái)路由器的性能，到 Wi-Fi 5 時(shí)代，人們習(xí)慣用 802.11ac 后面的數(shù)字，例如 ac1100、ac1900、ac2100 估計(jì)一臺(tái)路由器的性能。然而，這些只是路由器的其中一個(gè)指標(biāo)，不能完全體現(xiàn)路由器的整體性能。Wi-Fi 6 肩負(fù)著高帶寬、低時(shí)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(shí)代高質(zhì)量的無(wú)線連接，因此，我們必須要定義新時(shí)代下的“新連接”。

20 年前，在家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，Wi-Fi 只為一兩臺(tái)具有 Wi-Fi 功能的設(shè)備而服務(wù)；在大型公共場(chǎng)所，Wi-Fi 也只需為少量早期移動(dòng)辦公者提供連接服務(wù)。10 年前，隨著智能手機(jī)和平板電腦的興起，無(wú)線路由普及，Wi-Fi 逐漸成為這些設(shè)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(chǎng)景。因此，消費(fèi)者希望享受到更高帶寬、更低時(shí)延、更穩(wěn)定的智能終端的連接體驗(yàn)。目前的 WiFi 信號(hào)強(qiáng)度顯然無(wú)法滿足大眾的需求。

針對(duì) Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)性能的改善，高通產(chǎn)品經(jīng)理葉思崑解釋，我們做了三點(diǎn)思考：第一，無(wú)論終端距離 AP 遠(yuǎn)近，都需要保證該終端具備較高的連接速率；第二，在芯片設(shè)計(jì)時(shí)，從底層解決多終端用戶接入問題，保證多終端同時(shí)連接的情況下，高效完成各項(xiàng) Wi-Fi 任務(wù)；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(luò)、連接和傳輸數(shù)據(jù)的速度。

因此，高通基于 Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)采取了多種措施：

第一，MU-MIMO。MIMO 相當(dāng)于一個(gè)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(shí)處理大量終端發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(lái)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(qiáng)調(diào)，高通的 MU-MIMO 方案可以同時(shí)支持上行和下行鏈路，這一點(diǎn)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(shí)際使用當(dāng)中效果也會(huì)更好、效率也更高。

第二，BSS Coloring（BSS 著色技術(shù)），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(duì)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(gè)設(shè)備自身的網(wǎng)絡(luò)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(duì)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(shí)延發(fā)送？OFDMA 可以對(duì)其進(jìn)行改善，這是 Wi-Fi 領(lǐng)域引進(jìn)的新技術(shù)，早在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上就已開始運(yùn)用了。葉思崑表示，我們的方案可以并發(fā)處理 37 個(gè)用戶的 OFDMA 技術(shù)，而且同時(shí)支持上行以及下行的 OFDMA 技術(shù)。另外，8×8 數(shù)據(jù)流也是業(yè)界最高的標(biāo)準(zhǔn)。在 Wi-Fi 6 的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)間切換波束成形（TS beamforming）技術(shù)能夠提供更好的覆蓋。

第四，TWT（目標(biāo)喚醒時(shí)間），通過協(xié)調(diào)，高通的方案可以使等待的終端進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)而節(jié)省移動(dòng)終端的功耗，提高終端的可使用時(shí)間。

高通的 Networking Pro 系列平臺(tái)具有全新的芯片組架構(gòu)，由 A53 架構(gòu)的四核 CPU 組成，最高主頻高達(dá) 2.2GHz，同時(shí)具備兩個(gè)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(tái)來(lái)完成更多應(yīng)用。該平臺(tái)最高支持 12 路空間數(shù)據(jù)流，每個(gè)接入點(diǎn)最多支持連接業(yè)界最高的 1500 個(gè)用戶，可以并發(fā)處理 37 個(gè) OFDMA 的用戶，以及同時(shí)處理 8 路 MU-MIMO 數(shù)據(jù)流。以上特性不僅需要硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，還需要先進(jìn)的調(diào)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(lán)牙以及 ZigBee 連接，滿足智能家居應(yīng)用場(chǎng)景的需求。同時(shí)，該方案上實(shí)現(xiàn)了音頻、視頻、語(yǔ)音的支持，還有專門的能耗管理單元

葉思崑總結(jié)，面向 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，高通的產(chǎn)品組合包括 Networking Pro 400、Pro 600、Pro 800 以及最高端的 Pro 1200 四條產(chǎn)品線，它們分別對(duì)應(yīng)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(tái)來(lái)協(xié)助客戶推出不同規(guī)格的產(chǎn)品。在整個(gè)平臺(tái)中，我們通過各種“硬核”來(lái)支持這個(gè)“硬貨”。

手機(jī)側(cè)：Wi-Fi 6 滿足大數(shù)據(jù)流量需求

目前，移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)成為人們生活不可或缺的一部分，移動(dòng)設(shè)備本身也成為驅(qū)動(dòng)各種技術(shù)革新的動(dòng)力。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017 年至 2022 年，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將增加 7 倍，相當(dāng)于每年實(shí)現(xiàn)一倍以上的 增長(zhǎng)。目前，視頻在數(shù)據(jù)流量中的占比大概是 50%，預(yù)計(jì) 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(huì)通過無(wú)線的方式傳輸，Wi-Fi 將會(huì)分流 59%的移動(dòng)數(shù)據(jù)。

隨著移動(dòng)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(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，越來(lái)越多用戶需要同時(shí)上網(wǎng)；乘坐高鐵或地鐵時(shí)，人們需要高速流暢的移動(dòng)連接；更多企業(yè)強(qiáng)調(diào)云計(jì)算、云辦公，時(shí)刻聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要；沉浸式 VR 體驗(yàn)對(duì)無(wú)線連接和延時(shí)的要求更加苛刻，WiFi6 擴(kuò)大應(yīng)用刻不容緩。

高通的 FastConnect 子系統(tǒng)集成了 Wi-Fi 和藍(lán)牙，同時(shí)還和驍龍移動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)子單元之間相互協(xié)作，提供更好的多用戶連接技術(shù)以及動(dòng)態(tài)的功耗管理調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的能效比。伴隨驍龍 865 移動(dòng)平臺(tái)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(duì)支持基礎(chǔ)特性，也對(duì)每個(gè)特性進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)極致化提升。

第一，8×8 數(shù)據(jù)流探測(cè)，是 Wi-Fi 6 標(biāo)準(zhǔn)的可選特性之一，高通的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)最頂級(jí)的 8×8 探測(cè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，另外，還支持目標(biāo)喚醒時(shí)間（TWT）。

第二，WPA3 安全，包含大量的對(duì)安全加密的提升，分為三個(gè)子集，按照 Wi-Fi 6 的標(biāo)準(zhǔn)并不一定要全部支持，高通做到在個(gè)人、企業(yè)、公共場(chǎng)所等不同場(chǎng)景下，都能夠支持 WPA3 安全。

第三，2×2+2×2 雙頻并發(fā)，在 1024QAM 調(diào)制方式下，Wi-Fi 6 的標(biāo)準(zhǔn)咩有要求在 2.4GHz 和 5GHz 兩個(gè)頻段同時(shí)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(shí)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(lái)吞吐量的極大提升，最大的物理吞吐量可以達(dá)到 1.8 Gbps，實(shí)際吞吐量能達(dá)到 1.3-1.4Gbps。另一方面，因?yàn)閮蓚€(gè)鏈路同時(shí)工作，可以帶來(lái)更低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)效果。此外，由于能夠兼顧 2.4GHz 和 5GHz 這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)頻段，覆蓋范圍更大。

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目前，已經(jīng)有 7.5 億臺(tái)采用 Qualcomm 的 MU-MIMO 解決方案的客戶端設(shè)備出貨。與傳統(tǒng)的路由器和手機(jī)之間采用的分時(shí)工作、依次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸的工作方式不同，MU-MIMO 可以支持多用戶下的 Wi-Fi 同時(shí)工作，如果路由器和手機(jī)同時(shí)支持 MU-MIMO，就可以實(shí)現(xiàn)由一個(gè)路由器同時(shí)為幾部手機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)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(shù)的融合，兩者將共同為用戶帶來(lái)性能和體驗(yàn)的提升。針對(duì) Wi-Fi 6，高通可以提供“端到端”的廣泛產(chǎn)品組合，進(jìn)而帶來(lái)體驗(yàn)全方位的升級(jí)。在整個(gè)行業(yè)過渡到 Wi-Fi 6 的大趨勢(shì)下，Qualcomm 在網(wǎng)絡(luò)側(cè)尤其是無(wú)線 AP 側(cè)提供了豐富的產(chǎn)品組合，目前已經(jīng)有超過 200 款采用 Qualcomm Networking Pro 系列平臺(tái)。在終端側(cè)方面，大約 70 款搭載驍龍 865 移動(dòng)平臺(tái)的終端設(shè)計(jì)采用了 FastConnect 6800 移動(dòng)連接子系統(tǒng)，支持 Wi-Fi 6 技術(shù)。

Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6 Ready 如何共存？

目前，在移動(dòng)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(jīng)表示，驍龍 855 和 765 可以通過后期軟件升級(jí)，實(shí)現(xiàn)支持 Wi-Fi 6。鑒于目前 Wi-Fi 6 終端比較少，對(duì)于 Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)端的路由普及也形成障礙。接下來(lái)在高通的產(chǎn)品線中，Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6 Ready 將如何共存？

在胡鵬看來(lái)，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(jiǎn)單的軟件升級(jí)，很難將 Wi-Fi 6 Ready 升級(jí)至 Wi-Fi 6。從技術(shù)層面看，Wi-Fi 6 技術(shù)本身變化非常大，其中包括很多需要通過硬件升級(jí)來(lái)實(shí)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(rèn)證計(jì)劃，這意味著 Wi-Fi 6 在各廠家之間互操作性和兼容性達(dá)到了可用的級(jí)別。在 Wi-Fi 聯(lián)盟的指導(dǎo)之下，高通在 Wi-Fi 聯(lián)盟的認(rèn)證發(fā)布之前，已經(jīng)在不同的廠家之間做了密集的互操作性兼容性測(cè)試，并在去年 9 月份完成了測(cè)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(fēng)險(xiǎn)，也不帶來(lái)顯著的成本增加。因此，驍龍 855 標(biāo)配 Wi-Fi 6，驍龍 730、驍龍 765 平臺(tái)選配了 Wi-Fi 6 Ready。Wi-Fi 6 Ready 有三個(gè)重要特性：第一，是支持 8×8 數(shù)據(jù)流探測(cè) MU-MIMO，可以提升多用戶的吞吐量；第二，支持目標(biāo)喚醒時(shí)間，在多用戶的情況下能夠降低手機(jī)的功耗、提升特定應(yīng)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(gè)滿足了用戶需求。

第二是兼容性。對(duì)于智能手機(jī)而言，無(wú)線技術(shù)的基礎(chǔ)特性升級(jí)十分重要，同時(shí)也非常謹(jǐn)慎。高通希望盡早讓客戶體驗(yàn)到 Wi-Fi 6 的優(yōu)勢(shì)，因此驍龍 730、驍龍 765 上支持 Wi-Fi 6-Ready，驍龍 865 移動(dòng)平臺(tái)支持 Wi-Fi 6，隨著成本的降低，支持全功能 Wi-Fi 6 的產(chǎn)品會(huì)越來(lái)越多。

筆者看來(lái)，在高通的產(chǎn)品線中 Wi-Fi 6 必然會(huì)完全替代 Wi-Fi 6-Ready，畢竟 Wi-Fi 6 的功能更加強(qiáng)大。隨著芯片價(jià)格的下降，用戶自然更傾向于選擇功能強(qiáng)大，成本更低的產(chǎn)品，這一點(diǎn)毫無(wú)疑問。