前所未有！高通革新Wi-Fi时代：效率更高、用户量更大

随着网络速率的不断提高，终端设备也不断的在发展，但是Wi-Fi技术上，却跟不上目前网络速率的脚步。昨日（9月8日），高通Qualcomm在其北京办办公室举办了一次话题演讲。

主题：802.11ax：变革Wi-Fi 实现前所未有的网络容量和效率

发言人：Qualcomm Technologies产品管理总监Jason Tao

主持人：大家好，我们今天的话题是Wi-Fi。Wi-Fi技术与每个人的生活都非常近，我们每个人每天都在与其接触。随着Wi-Fi技术不断地演进，Qualcomm也一直在Wi-Fi领域进行投入与研发。大家可能更为熟悉Qualcomm的骁龙移动平台，但事实上Qualcomm在Wi-Fi技术演进方面也有非常多的投入。

今年2月，Qualcomm发布了最新的802.11ax产品解决方案，在此之后Qualcomm在Wi-Fi领域也有很多进展。今天，我们专门请来了Qualcomm产品管理总监Jason Tao先生，请他为大家分享一下Qualcomm在Wi-Fi领域的一些最新进展。

Jason Tao：今天非常高兴可以与各位媒体朋友共同分享802.11ax产品的最新进展，以及Qualcomm对于业界发展前景的展望。

大家对Wi-Fi技术已经非常熟悉了，大家在生活和工作当中都使用得非常普遍，而目前用户使用比较普遍的是802.11ac技术，它也在近几年成为市场主流技术。而接下来自然演进的Wi-Fi技术方向就是802.11ax技术。从整个Wi-Fi技术发展的角度来看，802.11ax技术的关键点在于其能够提高网络的容量及效率。今天我利用这个交流的机会为大家介绍，从网络容量和效率来讲，802.11ax技术为什么相较前代技术都能有所提高。

我们先来看Wi-Fi的应用场景。我们可以看到，在家庭环境中，Wi-Fi终端数量在过去几年发展速度非常快。根据来自GSMA的数据显示，在一个典型的四口之家使用环境中，2012年平均的Wi-Fi终端数量只有8个，在2017年时则达到24个，而到2020年时，此类家庭使用环境中的Wi-Fi数量至少可以达到50个。所以说Wi-Fi的使用是非常普遍的。Wi-Fi技术在家庭中的一些应用场景包括：高清电视、智能媒体机、游戏机，以及物联网智能家居应用，例如温控器、音响、门锁，甚至烟雾报警器等类似设备，都可以直接连接到Wi-Fi网络和云端服务。因此，Wi-Fi终端的数量是以指数级增长的。

而技术的应用和服务的类型也是非常多元化的，既包括对高带宽、低时延要求比较苛刻的应用，比如4K视频；也包括对带宽要求并不高，但需要连接比较可靠稳定的应用，比如一些物联网应用；还包括一些其他类型的应用。因此在整个应用的范围内，可以说是五花八门多种多样，每个应用场景对网络的需求都是有所不同的。

大家再向外展望，在居民楼或办公楼中，有很多的终端使用Wi-Fi的情况，就会出现多个AP节点之间的互相干扰。还有手机终端、笔记本电脑以及家里使用的其他一些设备，如果网络非常密集时，会出现共享信道干扰问题。其中比较明显的体验是，网络不是很拥挤时，观看高分辨率视频可以很流畅，但到了网络使用高峰期，比如大家在晚上都开始使用IPTV或机顶盒时，就会发现画面的图像质量不如之前，这就是Wi-Fi在高密度使用场景下的挑战。

此外，目前Wi-Fi的场景逐渐扩展至室外，包括园区网络覆盖建设，还有一些智慧城市和城市服务热点的场景，在游客流量非常大，Wi-Fi吞吐量需求也非常大的情况下，往往会对Wi-Fi的使用造成一些新挑战。

所以Qualcomm认为，作为Wi-Fi网络今后的演进，最关键的一点是整个网络的容量是否能够满足应用的需要，而并非在Wi-Fi网络里某一个节点连到AP，能发送最快的速率是多少。换言之，绝对最高的速率并不是最关键的点，关键点在于如何为所有的用户提供所有的数据，且质量都能满足他们对于服务的需求，所以这是关于总体网络容量的问题。Qualcomm认为，下一代Wi-Fi网络，无论是网络建设、终端设备，还是芯片研发的今后发展目标，都应该围绕着网络容量的扩展和网络效率的角度来开展部署。

在这样的背景下，Qualcomm认为802.11ax技术在后续的技术演进上能够解决很多这方面的问题。它在网络容量上，相比以前最高层级的802.11ac技术还能再提高4倍；使用效率也能得到提高（包括多用户使用效率和带宽使用效率）；另外，802.11ax技术也可以改善Wi-Fi网络覆盖和性能，不管对于AP近距离、中距离还是远距离，都可以有效提高Wi-Fi网络覆盖。

那么802.11ax技术如何实现这些呢？大家可以从四个方面来理解这个问题：

1. 802.11ax技术能使每个AP同时接入服务的终端数量有所提高。通常大家通过零售渠道/家用的主流路由器，同时接入十几个终端时，可能就对Wi-Fi产生一些挑战，使用效果与体验就会逐渐变差。而802.11ax技术专门引入了一些新的特性，令同一个服务器可以同时服务多个终端，这方面相较前代有所提高。
2. 在高密度使用场景下，如果有多个AP，8011ax在密集型环境里能帮助多个AP之间互相协调，使得共享信道上的AP也能更合理地利用信道带宽。
3. 上行链路的管理。在802.11ax技术之前，如802.11n和802.11ac，对于上行链路资源的调度都是依靠随机竞争带宽的。而802.11ax技术中的新协议增加了一些能够对终端之间进行协调，以及上行链路资源管理调度方面的功能。
4. 对于多种数据流的不同类型，如何能同时兼顾高数据量的需求，又能穿插顾及到物联网设备即时性要求高、但数据流量不是很大的需求。如何混合进行业务操作，802.11ax技术对于这方面也进行了加强。

所以，能解决单AP的接入数量，同时多AP相互协调；上行时各个接入点之间在带宽链路进行资源调度，对承载的业务进行合理的流量分配管理，我们就可以看到802.11ax技术对整体网络的效率和容量都能有提高。

下面讲一下11ax主要的技术构建模块，也可以说是跟11ac相比，11ax具备的新的关键技术特征。这其中涉及到的技术细节比较多，我想挑出几个比较有特点的跟大家说一下。

一个是8×8 MU-MIMO（多用户多输入多输出）。之前802.11ac Wave 2的一个主要特性就是MU-MIMO，当时在11ac里面，网络协议能实现的功能就是11ac Wave 2的AP可以同时向多个支持MU-MIMO的客户端发送数据包， 11ac当时支持的最大规格是4×4 MU-MIMO，同时可以向4个终端共享下行的MU-MIMO数据包。另外当时在11ac的规范里只有下行的MU-MIMO功能。

现在的11ax有两个方面的提高：第一是上行和下行都可以支持MU-MIMO，不仅是从AP向终端发送数据包的时候可以一个数据包同时面向多个终端节点发送，同时这几个终端节点也能够协调，同时向AP端、网络上行发送数据包。数据包同时到达AP，AP也能够解码、同时接收所有的数据包，因此效率就有所提高。以前最大的规格只支持到4×4 MU-MIMO，现在是8×8 MU-MIMO。以前每个数据包每次只能把4个终端组合在一起，现在可以把8个组合在一起。当然这并不是说MU-MIMO网络里只有4个或者8个终端，而是每一个帧（Frame）里面最多可以有4到8个终端，整个网络的容量达到上百个是没有问题的，这就明显提高了效率。

另外一个重要的演进是OFDMA的加入。之前的11ac甚至之前的Wi-Fi采用的都是OFDM的调制方式，现在多了一个新的调制方式叫OFDMA，并能同时支持上行和下行。以前相当于在同一个帧（Frame）里只有一个标准的数据包，传给客户端的时候不管帧（Frame）的大小，从网络协议的角度来看，在信道发送方面额外的系统开销（overhead）都是一样的。而OFDMA是在蜂窝应用中已经普遍应用的技术，它主要的优势功能是把各种大小的数据包从调制的角度组合在一起，系统开销（overhead）可以通过共享而降低，因而效率得到提高，这是一个很重要的演进。另一方面，OFDMA的符号的长度也变长了，每一个调制信号的符号长度变成以前11ac的4倍。调制的长度越长，在多路径（Multipath）的情况下，AP端、客户端就能有更多的机会可以充分利用多路径，通过更宽的窗口把不同角度反射过来的信号组合在一起。这就让实际应用场景中，特别是远距离传输的时候，在多路径比较强的情况下，解码能力增强，接受的稳定性也更大了。另外，现在的调制可以支持1024-QAM，之前最高只支持到256-QAM，调制码的密度越大，承载的数据量也就越大，这比以前提高了2到3倍。

总体来讲，这些相应的技术组合在一起就使11ax整体的技术性能在多个AP之间互相协调，在网络带宽的应用方面更有效率。

接下来举一个比较具体的例子，我们正在向市场推广的8×8 MI-MUMO 11ax的芯片与现在Qualcomm主流的11ax Wave2 4x4 MU-MIMO产品相比，覆盖和吞吐量的效率整体提高4倍以上。

11ax的优势能在哪些具体应用场景中凸显出来呢？一是城市里面密集度非常高的使用环境，11ax对办公、公寓、密集型住宅甚至室外的应用都有很大的提高；二是企业级的应用，这也是现在非常看好的最早采纳11ax技术的应用场景之一。因为企业级应用基本把所有的关键业务都搬到了Wi-Fi网络，有线网络连接已经很少见了。无论是终端的设备接到云端，还是应用于教育领域的电子课室都是在Wi-Fi网络上实现的。11ax使这些服务比以前的可靠度更高，支持的客户端数量也更大。比如说电子教室，以前如果是100多位学生的大课授课形式，传输视频或是上下行的交互挑战都比较大，11ax会使应用场景的可靠度和使用效果有很好的提升。

另一个应用场景是对运营商网络分流起到了重要的辅助作用。众所周知，LTE网络对移动终端的上网和数据流量方面确实起到了很大的改善作用，但LTE的网络对运营商来说不管是带宽还是网络的部署都比较昂贵，所以很多情况下运营商都愿意把其中一部分业务分流到Wi-Fi网络上，因为Wi-Fi网络相对更加经济实惠。但之前的Wi-Fi网络存在稳定性或者带宽上的挑战，随着11ax技术的演进，从LTE网络分流过来的应用场景的用户体验会比以前更好。

下面我讲一下Qualcomm的11ax Wi-Fi的组合方案。我们在今年2月份的时候就面向业界发布了IPQ807x和QCA6290这两款芯片，到现在我们是业界首家提供包括AP端和终端芯片两方面的端对端11ax解决方案的厂家。在AP端我们的方案是IPQ807x系列，根据不同的应用场景和规格包括IPQ8074等不同规格产品。在终端侧面向笔记本电脑、手机、车载应用等等，我们在终端侧的解决方案是QCA6290。配合AP端我们提供了一个完整的11ax解决方案。

AP端主要的特性是容量的提升达到了4倍，因为这个芯片可以支持8×8 ，8条数据流的11ax。这对现有的、甚至是仍在演进过程中、还没有转换到11ac的终端用户体验有所提高，可以让这些传统终端用户的速度得到提升、覆盖面也有所改善。另外这款芯片是一个高度集成的方案，里面既包括了Wi-Fi的射频、基带的部分，也包含了功能非常强大的CPU平台，通过一个主芯片的解决方案就可以进行网络优化和管理，完成智能网络管理。

另外，高度集成还使整个系统的功耗降低，让采用Qualcomm芯片的OEM厂商在做新的设计方案的时候，在整个产品外形和应用场景的设计上具备更多的灵活性。

客户端的芯片QCA6290的规格是2×2 （2.4GHz）+ 2×2（5GHz）可实现双频并发的客户端，单个芯片作为客户端的吞吐量已经达到千兆级，在以前的11ac时代这是做不到的。现在能够实现1.8Gbps的数据量，是非常高的。功耗跟以前相比大大减少，同样的数据业务从AP端下载，吞吐量又高了很多，芯片的集成度也提高了很多，功耗降低，使得系统的效率和功耗方面实现了非常大的节省。

最后一张PPT主要是介绍一下为什么Qualcomm能在11ax演进方面具有独特优势。大家通过前面简单的介绍可以看到，在11ax演进中两项最重要的基础：一是MU-MIMO的进一步发展（包括下/上行的演进，包括规格从4x4提升到8x8），二是OFDMA。MU-MIMO是Qualcomm最早在11ac Wave2中引进了这个方案，我们的MU-MIMO系统效率也一直是业界领先，所以我们本身就有一个优势，可以继续演进MU-MIMO技术。OFDMA跟LTE的技术有很多共性，大家也都知道，Qualcomm在LTE技术方面有很多年的积累。所以说我们在这两方面通过以前的积累，都有一定的优势。再加上无线通讯领域网络优化方面技术的积累，使得我们可以在11ax方面较早地向业界推出解决方案，并提供相对最优的方案。

问：家用和消费级的应用会是11ax的核心应用吗？

答：刚才提到了11ax在城市高密度的使用场景实际上指的就是家用、在居家环境下的使用。在密集的楼宇里，很多人家里不只是一台Wi-Fi AP，或者是楼宇很密集的情况下，邻里之间也有很多AP。这就是指的家用。所以从消费级到企业级、到运营商级，我们认为11ax都可以很好地支持这些使用场景。另外，11ax还同时支持2.4GHz和5GHz，这样使得在一般的家用场景下，部署使用就更灵活，包括2.4GHz频段上的服务也可以慢慢地演进到11ax。

问：11ax在2.4G上可以实现多少速率提升？

答：这个可能要具体算一下。相较于之前11ac，11ax有了MU-MIMO和OFDMA的提升。但如果从绝对的速率来讲，这个提升的幅度并不一定说是几倍，但好处是容量高了很多。因为2.4GHz的一个主要挑战就是带宽非常窄，只能跑40MHz带宽，那怎么能把这40MHz带宽应用得更合理，这是最重要的，频段占得太宽就会影响布网。

问：11ad和11ax有什么关系呢？它是一个过渡技术吗？

答：其实这不是一个过渡产品。11ax相当于是11ac的演进，因为它们主要是在2.4GHz和5GHz这样通用的Wi-Fi频段工作，而11ad是在60GHz的频段工作运行，频段不一样，所以一些基本的技术也不太一样。虽说在很多的国家和区域这都是免许可频段（Unlicensed band），但频带不一样。11ad会另有一套演进的路径，接下来会发展到11ay；而11ac的下一代演进就是11ax，可以说是并行演进。

问：我们看到在11ad的宣传中突出的是支持AR/VR传输，8K视频等，强调的是超高速率。而11ax的速度也不慢，为什么突出的重点是覆盖？这是出于什么考虑？

答：对，11ax的速度对于有高带宽需求的、诸如VR/AR的传输场景，肯定也都能有很好的提升。如刚才提到，11ad与11ax两种技术应用的频段不一样，60GHz有一些比较独特的地方，比如说在干扰方面的挑战可能比2.4GHz和5GHz要少一些。另外，11ad的波束成型（beamforming）技术能使得网络传输的时候（如VR应用情况下），对高带宽有很好的保障。而作为这项技术本身的特性，从应用层到mac层，底层的技术决定了它整体的延时性也比较低。所以我们说，11ad在现有技术上确实是非常适合VR/AR应用的。11ax从11ac演进而来，单个节点的速度提升当然很重要，但在11ax里主要的技术提升，包括MU-MIMO和OFDMA，都是解决容量提升的问题。

问：我们知道11ad覆盖的衰减是很快的。那11ax作为11ac的演进，它的稳定性怎么样？另外您刚刚强调了上行链路的资源调度，这个是不是可以简单理解为它能在功耗方面更有一些优势？

答： 在覆盖范围的稳定性上，您说的稳定性应该是指远距离的用户体验怎么样。那作为11ax来讲，因为还是在2.4GHz和5GHz上，所以信号传输的基本特性是不变的。刚才为什么说11ax能扩展覆盖范围呢？比如说11ax有更长的OFDMA符号，就对远距离传输有了进一步改善，通过这样的途径使覆盖范围扩大了。从这个方面的用户体验来说，中、远端的用户应该是能感受到连接更稳定了。比如我想在房间的另一端来看一个视频，11ac演进到11ax以后，这个视频接收的效果应该是更好、更稳定了。

关于上行链路资源调度，比如说OFDMA下/上行都可以做，这样使得多个客户端可以进行协调，而不是说大家都去抢某个网络里的某个时间段。我们可以理解成，以前完全是分时运行，现在相当于是在分时的基础上，在每个时段里可以有多个客户同时利用这个频段，把这个频段分得更细了。这样的话，只要传输效率能更高，客户端等待的时间也就更少了，整个网络的冲撞也更少，这样就达到了您提到的很重要的一点就是节能，功耗就会变少。以前11ac终端在Wi-Fi网络中，经常有可能需要重传，要不断地等待自己发射的机会，这个等待时间长，能量就浪费了。如果一个手机终端支持11ax，有了OFDMA和上行MU-MIMO，大家多个终端之间互相协调，我们就知道应该在哪个时间点传输，避免了重发与等待，功耗表现的确会更好。

问：目前Qualcomm的11ax解决方案在具体的落地上表现怎样？今年IFA上，华硕展示了一款11ax的路由器，很多人都说它是采用Qualcomm的解决方案，您方便透露一下吗？

答：目前我们正在跟很多家OEM厂商积极合作，进行新品的开发，比如昨天我还参加了华为11ax产品发布的活动，在最近华为的全连接大会上，他们采用我们的11ax方案已发布了11ax无线接入点产品。我们很希望能尽快地加速业界向11ax演进的速度，使普通的最终消费者可以体验到这个技术的好处。至于厂商具体的产品发布计划和相关产品信息，这个可能还是需要我们的合作伙伴来分享他们的具体信息，我们不太方便进行评论。

问：咱们的11ax技术会不会在下一代移动平台上集成？

答：刚才我提到，我们11ax的解决方案是端对端的，包括AP端和手机、笔电端都有。但具体到产品的规格与发布，我们会在适当的时机与大家分享。

问： MU-MIMO包括OFDMA是已经行业确定的标准还是Qualcomm的技术？使用了两种技术的Qualcomm芯片在与其他厂商芯片同时使用的时候，会不会存在兼容性问题？

答：MU-MIMO和OFDMA本身都是具备标准的。我们今天讨论的11ax，也是IEEE制定的802.11 ax标准。从产业的角度来讲，各个厂商都会通过Wi-Fi联盟（WFA）做互通的验证和测试。比如11ac标准中，包括QCA9984这些11ac标准下的芯片都是在WFA做过互通验证的。所以只要是通过了WFA验证的终端，互通都是没有问题的。

到了11ax也是如此。11ax目前在IEEE组织中是在2.0草案的阶段。虽然这一标准还没有到最后的定稿，但一般来讲，演进到2.0草案之后，这一技术标准的细节都已经全部定下来了。之后Wi-Fi联盟也会做互通性的测试，这样就可以保证凡是能通过Wi-Fi联盟认证的设备，不管是AP、手机终端、笔电等等都可以实现互通，确保上行和下行MU-MIMO，以及OFDMA等技术都能有体现。

问：从2月发布11ax的芯片到现在，在落地和改善的过程中有哪些挫折和提升？

答：在2月宣布这款产品的时候，对业界来说是介绍我们的产品计划以及时间点。通过前几个月大家共同的研发和推进，现在已经达到了OEM厂家可以对外发布产品的阶段。所以11ax最终在消费类、企业级和运营商的应用，也是离得更近了。今年的沟通会也是和大家汇报一下最新的进展。  

问：将来11ax在消费级、企业级和运营商中的分布比例会是怎样？

答：这个要看市场采纳的最终进展。目前可能不能很好估测出来。

问：最主要的应用是不是企业级？

答：我们觉得也不一定，因为11ax对这三种应用场景下都有很好的提升。不同的可能只是各个应用领域发展的时间点不同。比如旗舰型的消费类产品可能会最早的时间出来；接着就是企业网的产品，因为企业网在部署上有一定的独立性，各个企业可以自己决定，所以当企业看到技术可以实现一定的互通性，并达到一定成熟程度，他们就可以马上行动，把最新的技术用起来。运营商或许走得相对晚一些，因为运营商通常需要看到整个业界的技术比较成熟以后，才会进行部署。不过这个例子是根据过去经验的一个判断，虽然原来有些情况下运营商行动得比较晚，但从我们跟客户的了解中，也看到有运营商打算2018年就开始部署11ax。所以具体情况还要看市场采纳的情况。

作为芯片厂家，Qualcomm要做的就是要把技术做得稳定，提高用户体验，优化不同的场景下的应用。再下一步我们会积极跟OEM厂商合作，向市场推广。

问：Qualcomm发布的两款11ax解决方案，不仅是应用在手机或者是平板的终端，可能还要连很多物联网家居的产品，但是物联网终端并不需要那么多的速度，更关注功耗表现的提升。我想知道这两款产品在功耗上优化的细节。

答：功耗这个话题，刚才举了一个例子，提到因为现在对终端有了上行链路资源调度的功能，整体网络功耗可以有所降低，这是一个很重要的方面。另外，从AP芯片的角度来讲，我们今天在跟大家介绍的AP芯片（IPQ8074），可以支持12条空间流（在5GHz支持8×8，2.4GHz支持4x4），而且集成11ax射频、MAC和基带，外加四核64位A53 CPU与双核网络加速器，用14nm FinFET制程工艺设计出一颗高集成的芯片。集成度高了以后功耗也降低了，14nm制程也让Qualcomm的11ax方案比业界现有的Wi-Fi方案更好地降低了功耗。

主持人：华为在全连接大会期间发布了X-Gen Wi-Fi接入点的产品，这款产品支持11ax标准，其解决方案采用的就是Qualcomm的产品。

问：采用Qualcomm解决方案的终端大概什么时候上市呢？

答：上市的时间可能要取决于OEM厂家、手机厂家的上市时间。

问：我记得Qualcomm以前讲到LTE-U，也就是LTE和Wi-Fi融合的概念，这一方面未来有什么新的动向吗？

答：首先要说的是因为我主要负责的是Wi-Fi产品线，LTE-U不是我负责的产品线，所以我们其他的同事可能可以更好地回答你的问题。

不过从技术演进的方面可以看到，11ax具备OFDMA的功能，以及网络方面的优化，比如带宽优化和节点协调，这些方面在很多时候已经有了可以和LTE共同借鉴的地方。

我们看未来有几个方面的发展。第一就是怎么样充分利用不同的频带之间融合，能给用户提供更好的用户体验。第二是，从技术上可以看到Wi-Fi和LTE之间也有很多可以借鉴的地方。

所以我们觉得整个发展基本的主旨还是在于怎么能实现所有带宽资源的更好应用。在能提高带宽应用资源的情况下，向用户提供更多的、更宽泛的、更广的应用场景服务。

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