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物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求总结:在性能提升方面,除上述所提及的技术外,在 Wi-Fi6 中还引入了更高的调节技 术和 BSS Coloring 着色机制等。在相关技术的加持下,通过特定技术使得终端与 AP 之 间通信更为通畅,在提升网络承载能力的同时,降低了时延。在消费端,智能家居设备 渗透率不断提升,对于网络承载能力提出了更高要求。随着物联网等推进,无论是消费 端还是工业端,联网设备数量将会持续攀升,Wi-Fi 网络将成为无线设备入网选择之一。TWT 技术能使得终端拥有更长续航能力。随着科技的发展,越来越多的电子设备加入到 无线网络中。在消费端,家庭无线网络中除手机、笔记本等电子设备外,还有存在大量 智能家居设备。而这些设备大多使用电池供电,若长时间处于活跃状态且并非处于工作 状态,则出现电能浪费的问题。而 Wi-Fi6 引入 TWT 技术,该技术允许设备协商被唤醒 时间 在不进行数据传输时进入休眠状态。此技术能

OFDMA 传输模式能更好适应小数据包使用场景。由于在实际传输过程中存在部分节点信 道状态不佳的情况,若无法进行有效调节则存在数据丢失的可能。但这种现象在 Wi-Fi6 中能得到有效缓解,由于 OFDMA 传输模式中 RU 为最小子信道且 Wi-Fi6 可根据信道质量 来分配发送功率,所以其能实现使用最优 RU 资源进行传输。对于用户而言,在使用中 对于带宽的需求不尽相同;在 OFMDA 模式下,单个客户可使用一组或多组 RU 从而满足 对带宽需求。而在多用户场景中,由于 OFDMA 传输中能实现多个用户共享信道,与 OFDM 相比,在时延上将得到有效改善。OFDMA 传输模式能满足用户的不同需求,其在小数据 包的传输效率更高、效果更好。

1.2.2 多用户多输入多输出(MU-MIMO)

MIMO 技术提升数据吞吐量。MIMO 技术包含空间分集和空间复用。其中空间复用能在不 改变信道带宽的前提下,同时传输单个用户的多个数据或者多个用户的数据。在 MIMO 技术中,可分为单用户 MIMO(SU-MIMO)和多用户 MIMO(MU-MIMO)。SU-MIMO 在传输过程中 AP 只能与一个用户通信,这种通信方式能增加单用户的吞吐量。MU-MIMO 与 SU-MIMO 相 比,能与多个终端同时进行传输。由于 MU-MIMO 技术能实现 AP 与多个终端并发传输, 所以同一时间的数据吞吐量得到提升。在 802.11ac Wave2 标准中,其所引入 MIMO 技术 只支持数据下行且最多只能同时给 4 个用户传输数据,对于用户的上行数据仍然采用一 个一个发送的方式,不能并发。但在 Wi-Fi6 中,这种技术得到更为充分利用。

Wi-Fi6 使用完整 MU-MIMO 技术。在数据下行端,在 802.11ac 协议中,部分版本已支持 DL 4X4 MU-MIMO;而在 Wi-Fi6 中,DL MU-MIMO 得到进一步提升,其已支持 8X8 传输模 式。而在数据上行端,在之前协议中仅支持 UL SU-MIMO,Wi-Fi6 则首次将 UL MU-MIMO 引入,实现在多用户的情况下使用相同的信道资源在多个空间流上传输数据。所以,在 Wi-Fi6 中引入 DL MU-MIMO 后,在协议中已支持 DL/UL MU-MIMO 技术。Wi-Fi6 在 MU-MIMO 技术加持下,在多用户数据传输环境中性能将得到提升。

小结:

在 Wi-Fi6 标准下,OFDMA 与 MU-MIMO 协同发展。从技术角度而言,OFDMA 支持多用户通 过细分信道(子信道)来提高并发效率,MU-MIMO 支持多用户通过使用不同的空间流来 提高吞吐量。在 Wi-Fi6 协议中,这两种技术可以同时使用,基于不同的技术协同发展 使得在时延有效减低的同时,实现传输速度提升。在多用户的情况下,用户网络体验得 到有效提升。

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求(1)

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求(2)

1.2.3 目标唤醒时间(Target Wakeup Time)

TWT 技术能使得终端拥有更长续航能力。随着科技的发展,越来越多的电子设备加入到 无线网络中。在消费端,家庭无线网络中除手机、笔记本等电子设备外,还有存在大量 智能家居设备。而这些设备大多使用电池供电,若长时间处于活跃状态且并非处于工作 状态,则出现电能浪费的问题。而 Wi-Fi6 引入 TWT 技术,该技术允许设备协商被唤醒 时间 在不进行数据传输时进入休眠状态。此技术能有效减少电池消耗,从而达到更长 待机时长。

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求(3)

总结:在性能提升方面,除上述所提及的技术外,在 Wi-Fi6 中还引入了更高的调节技 术和 BSS Coloring 着色机制等。在相关技术的加持下,通过特定技术使得终端与 AP 之 间通信更为通畅,在提升网络承载能力的同时,降低了时延。在消费端,智能家居设备 渗透率不断提升,对于网络承载能力提出了更高要求。随着物联网等推进,无论是消费 端还是工业端,联网设备数量将会持续攀升,Wi-Fi 网络将成为无线设备入网选择之一。

二、5G 与 Wi-Fi 6 协同发展

2.1 Wi-Fi 与移动网络之争

Wi-Fi 网络在使用成本上更具优势。从 Wi-Fi 6 和 5G 所使用频谱来看,Wi-Fi 网络使用 为非授权频谱,在确保他人使用权力受到保障时即可使用相关频谱进行数据传输;但对 于移动通信频谱而言,全球大部分国家均采取拍卖的形式进行授权使用,所以 5G 频谱 也和其他移动通信频谱一样,运营商通过拍卖取得使用权。此外,Wi-Fi 网络是有线网 络的延伸,其是更多是建立在固网的基础上。对于消费者而言,这些差异主要体现在使 用成本上。消费者在使用移动网络时,是按照其使用量进行缴费。虽然我国消费者不需 要承担运营商取得频谱授权的费用,但其余地区消费者则需要分摊相关费用。而由于 Wi-Fi 网络更多的基于固定网络且能接入数个终端,在固网费用相对固定的情况下,单 个终端费用会随着接入数量增加而减少。所以,基于两者在使用成本考虑,Wi-Fi 网络将更具备优势。

我国 Wi-Fi 渗透率已达到较高水平,固网性能提升有助于用户使用体验。根据 Quest Mobile 数据显示,在我国移动网民手机中 Wi-Fi 渗透率持续攀升且已接近 90%。对于用 户而言,对于 Wi-Fi 网络或已经产生了一定依赖,从而形成使用习惯。而在网络构建方 面,根据工信部所发布 2019 年通信业统计公报,截至 12 月底,三家基础电信企业的固 定互联网宽带接入用户总数达 4.49 亿户,全年净增 4190 万户。此外,我国互联网宽带 接入端口数量达到 9.16 亿个,比上年末净增 4826 万个。其中,光纤接入(FTTH/0)端 口比上年末净增 6479 万个,达到 8.36 亿个,占互联网接入端口的比重由上年末的 88.9% 提升至 91.3%;截止 2020 年 6 月底,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数 达 4.65 亿户,同比增长 7%,比上年末净增 1573 万户。其中,光纤接入(FTTH/O)用户 4.34 亿户,占固定互联网宽带接入用户总数的 93.2%。从公布数据来看,我国固网普及 程度较高,且在“铜退光进”等国家政策推动下,光纤渗透率已经达到较高位置。光纤 入户将提升网络承载能力,而对于基于固网构建的 Wi-Fi 网络而言,在设备支持的情况 下,Wi-Fi 网络性能也将会得到提升,使得用户体验更佳。

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求(4)

物联网各种无线技术:高质量网络连接与物联网发展驱动WiFi6需求(5)

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