WiFi 6 終于走進了消費者的家中。 如果行業(yè)預(yù)測成立，這項技術(shù)將成為這十年的主要趨勢之一。 就在今年，Wi-Fi 聯(lián)盟預(yù)計將向消費者、商業(yè)實體和政府機構(gòu)出貨近 20 億臺 WiFi 6 設(shè)備。 有很多關(guān)于 WiFi 6 改變消費者體驗和連接環(huán)境的議論。 隱藏在所有興奮中的是一個警告：WiFi 6 的好壞取決于控制它的系統(tǒng)。

盡管取得了所有突破，但如果沒有對家庭 WiFi 網(wǎng)絡(luò)的智能管理和優(yōu)化，該技術(shù)的新功能將無法充分發(fā)揮其潛力。為了在擁擠的家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中真正改善客戶體驗，WiFi 6 需要額外的工具，例如網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和控制。

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以下是一些頂級WiFi功能的分析，我們預(yù)計會出現(xiàn)的問題，以及如何解決這些問題。

160 MHz 信道帶寬

大多數(shù) WiFi 6 設(shè)備預(yù)計將支持 160 MHz 信道，而 WiFi 5 具有該功能，但很少有 WiFi 5 設(shè)備超過 80 MHz。理論上，由于通道寬度加倍會使吞吐量加倍，因此客戶將體驗到兩倍的下載速度、兩倍的分辨率等。

問題在于，在包括美國在內(nèi)的大多數(shù)國家/地區(qū)，目前只有兩個獨立的 160 MHz 頻道可用，使用較小帶寬的設(shè)備也共享這些頻道。對于密集環(huán)境來說，這將成為一個大問題，其中許多競爭設(shè)備或不同用戶使用的重疊信道將產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

緩解此問題需要特定的網(wǎng)絡(luò)配置。首先，需要感知和預(yù)測160 MHz傳輸?shù)?0 MHz子信道上的干擾，從而智能地進行信道分配和帶寬選擇。此外，重要的是要考慮環(huán)境中的完整干擾情況，以便可以在公寓大樓(或鄰近家庭)中優(yōu)化信道分配，并將其分配到最需要的地方。

這種配置不能通過本地管理的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，必須通過云集中處理。例如，在公寓大樓中，云平臺將分析負(fù)載和設(shè)備類型等因素，并考慮每個接入點 (AP) 網(wǎng)絡(luò)中存在的歷史和當(dāng)前客戶端和負(fù)載集。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和分析，該平臺隨后會為整個建筑中的每個 AP 分配信道帶寬。

為了盡量減少相鄰單元之間的沖突，頻道也可以“平鋪”。如果無法避免頻道重用，優(yōu)化平臺將分析歷史活動，以選擇可以共享頻道且問題最少的公寓。

OFDMA

這一宏大的 WiFi 6 功能通過將信道細(xì)分為從一個 AP 并行傳輸?shù)妮^小頻率分配(資源單元)來提高效率和容量，以便單次傳輸可以與大量設(shè)備進行通信。這消除了 802.11 數(shù)據(jù)包開銷和時間浪費，特別是對于涉及物聯(lián)網(wǎng)和其他低數(shù)據(jù)速率設(shè)備的傳輸。

問題在于，只有當(dāng)大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備共享一個 AP 時，OFDMA 才能提高效率。在當(dāng)今的智能家居中，情況并非總是如此，其中網(wǎng)絡(luò)已演變?yōu)樯婕熬W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、中繼器或多個網(wǎng)關(guān)的多 AP 拓?fù)洹?/p>

如果只是允許客戶端連接到最近的 AP，則每個 AP 將沒有足夠的設(shè)備來分組到 OFDMA 傳輸中。然而，強制客戶端連接到遠(yuǎn)程 AP 會導(dǎo)致數(shù)據(jù)速率下降。這意味著 OFDMA 操作將需要嚴(yán)格的優(yōu)化和客戶端引導(dǎo)。

OFDMA 感知客戶端轉(zhuǎn)向背后的原因很復(fù)雜。它需要一個集中的智能網(wǎng)絡(luò)控制器來了解哪些 AP 和客戶端具有 WiFi 6 功能，將歷史觀測數(shù)據(jù)考慮在內(nèi)，并對每個客戶端的數(shù)據(jù)需求做出前瞻預(yù)測。

然后，控制器需要根據(jù)功能、流量負(fù)載、信號強度和設(shè)備的數(shù)據(jù)使用情況，對每個設(shè)備應(yīng)連接到哪個 AP 做出優(yōu)化選擇。最后，控制器需要能夠操縱每個設(shè)備——使用特定于該設(shè)備類型的操縱機制——并將其保持在正確的 AP 上，即使它不是最近的 AP。

目標(biāo)喚醒時間

目標(biāo)喚醒時間 (TWT) 可提高僅偶爾或低占空比傳輸?shù)脑O(shè)備的電池壽命。 AP 為每個客戶端預(yù)留了一個時間窗口，用于喚醒、快速通信和返回睡眠狀態(tài)，同時保持預(yù)留的空中時間不受其他通信的影響。

在家庭網(wǎng)絡(luò)中，多個 AP 經(jīng)常運行在同一個頻道上，這意味著多個 AP 可能會嘗試為不同的設(shè)備調(diào)度相同的 TWT。為避免重疊，基于云的中央調(diào)度器將需要協(xié)調(diào)同信道 AP 的 TWT 周期。為了在家庭網(wǎng)絡(luò)的每個 AP 上創(chuàng)建優(yōu)化的 TWT 安排，調(diào)度器需要知道所有 TWT 客戶端的傳輸要求、AP 之間的共享信道、哪些客戶端連接到哪個 AP 以及 AP 和客戶端之間的信號強度。

在公寓大樓中，優(yōu)化器還可以查看它控制的所有重疊網(wǎng)絡(luò)，并規(guī)劃整個建筑物中的 TWT 分配和組?？刂破鲿紤]哪些公寓相互干擾的數(shù)據(jù)，以及每間公寓的客戶端能力和負(fù)載要求。

處理附近接入點之間的爭用。 (來源：IEEE)

6 GHz 頻率

6 GHz 頻譜的低功率和高功率使用都會出現(xiàn)問題。由于低功率傳輸 (18dBm/63mW) 無法傳輸那么遠(yuǎn)或那么高的數(shù)據(jù)速率，因此優(yōu)化系統(tǒng)將需要更復(fù)雜的多 AP 配置來選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、頻率分配、和客戶指導(dǎo)選項。另一方面，要使用自動頻率控制 (AFC) 系統(tǒng)(允許 30dBm/1 瓦)，傳輸需要避開附近微波系統(tǒng)使用的任何頻道。這涉及與智能控制器的通信，該控制器可以查找 FCC 數(shù)據(jù)庫、考慮地理數(shù)據(jù)、計算干擾水平，然后將指令發(fā)送回 AP。

對于任一模式，控制器在分配網(wǎng)絡(luò)無線電資源之前必須考慮客戶端類型、負(fù)載和能力等因素。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中客戶端的能力，將 AP 的無線電之一置于 6 GHz 頻段并不總是最佳選擇。例如，將 6 GHz 信道用于回程連接可能有助于回程，但它可能會從 5 GHz 頻帶中奪走 AP 中的高性能無線電。因此，不具備 6 GHz 功能的高性能客戶端可能會以較低的速度連接，實際上會降低家庭體驗。

謹(jǐn)慎樂觀

家庭網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)變得更加擁擠和復(fù)雜。美國家庭平均已經(jīng)擁有 14.5 臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。預(yù)計到 2023 年，全球智能設(shè)備出貨量將增長到 14 億臺。 WiFi 6 的時機再好不過了。

然而，如果沒有智能管理和優(yōu)化家庭網(wǎng)絡(luò)，WiFi 6 將無法實現(xiàn)其承諾。為了讓連接的新時代不負(fù)眾望，需要解決技術(shù)的局限性。這是一項復(fù)雜的任務(wù)，但只要有正確的解決方案，它就可以實現(xiàn)。