等一个网速差的Wi-Fi,就像在机场等艘船 这里有Wi-Fi技术详解

　　现代人焦虑有很多，“Wi-Fi信号差”为大。在卧室看视频卡顿，在厕所刷不出朋友圈，玩游戏网速掉链子…碰到这些瞬间，无数人会“黑人问号”脸，无奈之下关掉Wi-Fi，打开手机流量。不过，要是此时你手里拿的是电脑，那就没辙了。美国心理学家亚伯拉罕·马斯洛如果生活到现在，需求层次理论或许可以升级2.0版本。

　　疑问来了，Wi-Fi网速为什么时好时坏？未来Wi-Fi网络有什么新技术能改善体验？这是Wi-Fi网络演进很重要的方面，也是此文的重点。

　　Wi-Fi正在巨变

　　Wi-Fi 网速慢，可以从路由器找问题。以一个家庭为单位，欧美和中国平均家庭联网设备数量至少6部，导致路由器的带宽和性能已经无法同时满足这么多人的需求；以一个网络频段为单位，连接越多，频率越高，波长就越短，Wi-Fi信号就越不会拐弯。从路由器到设备之间的障碍物越多，Wi-Fi信号也越差。

　　Wi-Fi 原理其实跟光的直线传播原理差不多。假设路由器是家里唯一的一盏灯，你所在位置的亮度（也就是网速的快慢），显然取决于你和这盏灯之间的距离和遮挡物的多少。

　　作为所有Wi-Fi设备的国际通用标准IEEE 802.11，从最初的802.11a问世，先后经历了802.11b、802.11g、802.11n...802.11ac、甚至802.11ax，网速和性能根据不同的需求逐渐改善。

　　Wi-Fi技术的演进主要是从哪些方面提升网速的呢？首先是增加带宽，其次是路由器主动调整无线信号，再就是网络资源调配。

　　一大波无线信号正在靠近

　　首先，从增加带宽的角度来看。让所有人上网速度更快，这就需要强化 MU-MIMO（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output，多用户多入多出技术）。

　　过去，单用户MIMO（SU-MIMO）已经提升网速体验，它的一个特点是，在每一个时间节点上只能针对某一个用户提供服务。2014年，高通成为业界第一个引入MU-MIMO技术的厂商，相较于SU-MIMO，它可以实现高达三倍的速度提升。它的主要特点是在一个无线网络里，把不同的用户和不同的业务分成了不同的群组，根据不同的群组再提供不同的速率去服务，这样就会带来用户体验的巨大提升。

　　举例来说，高通骁龙835和660移动平台均集成了支持MU-MIMO的2x2 11ac Wi-Fi技术，该技术支持多终端，基本上消除网络死角，缩短下载时间并加快网页浏览速度等。目前超过100款全球厂商的终端设计正在采用该技术。

　　MU-MIMO技术就像是给水桶装水，8 根粗细相同的水管灌水的速度一定要比 4 根相同的水管快很多一样。所以基于11ac进一步演进，最新的11ax将 MU-MIMO 技术从之前标准的 4x4 提升到了 8x8，不仅能够让一台设备同时接收 8 个无线信号，还增加了同时服务设备的数量。因此，使用了 802.11ax技术的路由器，支持下载视频和在线观看的体验将更上一层楼。

　　一根天线不够，那就两根

　　其次，从路由器主动调整无线信号的角度来看。提升无线信号性能的三种基础方式：更多频谱、更多天线、更高编码效率。2x2 Wi-Fi便是一种基于增加天线的方式，从而提升无线信号的性能。

　　顾名思义，1x1就是1根天线，负责Wi-Fi数据的发送接收，而2x2 Wi-Fi就是两根天线双发双收，其覆盖范围、传输效率和吞吐量增加了一倍，同时因为信号叠加效应，发射和接收理论上可以提升3dB左右。

图：更多天线提高吞吐量并扩大范围

　　假设 Wi-Fi 是一道门，两个人同时经过时就会挤在一起，通过的速度就会变慢，而如果两个人能够分别从两个门进入，那么两人进门的速度都会变快。而OFDMA（正交频分多址）的作用就是帮助接入的 Wi-Fi 信号打开各式各样的门，且这些门有大有小，方便不同大小的信号经过。

　　以上数据，来自高通和第三方机构Signal Research Group共同在真实环境下的测试结果，结果同样适用于手机。那么到底Wi-Fi从1×1到2×2到底给用户带来了什么？这也是很多手机厂商的疑问。

图：2x2终端实现更高用户吞吐量和更广覆盖范围

　　在相同位置的情况下，2x2 Wi-Fi比1x1 Wi-Fi的吞吐量提升一倍，同时时延降低一倍（2x2 Wi-Fi有3%的概率会超过40毫秒时延，而1x1 Wi-Fi有12%的概率会超过40毫秒时延）；而在保持吞吐量相同的条件下，2x2 Wi-Fi可以将传输距离变的更远，很多时候可以拉到两倍以上的距离。

　　比如你在游戏中与对手单挑，双方互刀，在手速相同前提下，你的刀比别人慢，就是因为时延差一点。

　　高通和OEM厂商另做了一个真实环境的测试，在上海租了一个20层公寓楼的房间，在5楼租了100平方米3室2厅2卫的标准居家房间，将AP放在客厅里面。高通在房间里选了24个测试点，基本上覆盖用户在家里面走来走去的所有位置，所有的测试点都是围绕墙体。

　　图：公寓环境下，左邻右舍归家时段可搜索到15个AP，互相之间有一定干扰。高通在房间里选了24个测试点。在每个地点，智能手机 2x2 和 1x1 配置间切换。

　　结果显示，802.11n模式下（2.4GHz频段），在信号覆盖非常良好的地点，它们之间的差异似乎不是特别大：2x2 Wi-Fi比1x1 Wi-Fi表现要好是毫无疑问的。两者下载速率相差一倍。1x1 Wi-Fi信号接收效果也非常好，而断开的点基本上都是信号覆盖良好但不到满格的区域（比如卧室的角落，比如床边），这也就是“看视频频繁断网”和“有信号却上不了网”的原因。

　　图中绿色：信号覆盖非常优秀，黄色：信号覆盖良好，橘色：信号覆盖一般，红色：信号频繁断开。

2x2 vs.1x1：在难以到达区域，速度快至2倍

　　但是相对连接比较差的地点，2x2可以覆盖整个房间，而1x1基本连不上。下载速度相差更不止一倍。

2x2比1x1下载更快

　　而802.11ac模式下（5GHz频段），2x2也有相似提升。

　　2x2 vs.1x1：显著提升的速度。如果房屋有更大面积和更多墙体，性能提升甚至可能更高。

　　然而，从原来1根天线变成2根天线，设计的复杂度会增加。高通是如何解决的呢？高通拥有Modem（调制解调器）、SoC，又有Wi-Fi连接芯片的优势，可以集中技术去共享天线，这样，并不需要增加1根物理天线，就可以得到2根天线的使用效果。这对于手机厂商的设计复杂度来说是非常大的改善。当LTE天线和Wi-Fi天线越来越多时，如何节省天线、如何摆放天线的位置都极其重要。高通将Wi-Fi与LTE共享一根天线，这样一来，IP设计也不需要做太大的改动。高通骁龙835和660均支持LTE和Wi-Fi之间智能天线共享。目前vivo、努比亚和TP-LINK等数家中国智能手机和网络设备提供商已经在终端采用2x2 Wi-Fi技术。

高通技术差异化：LTE/Wi-Fi天线共享

　　高通还有一个基于802.11ac和820.11ad之间的平滑切换叫FST（快速场景转换），用户几乎察觉不出。高通同时有一个相应的802.11ad芯片组，叫QCA9500，速度有多快呢？它下载一个1GB的文件只需要大约3秒，峰值可以达到接近3Gbps，相当于一个高清电影或4K视频在大约30秒内可以下载完。

　　网络资源一块砖，哪里缺少哪里搬

　　再就是从网络资源调配角度。相较于11ac， 但了更高等级的 从而同时通过动态调配网络资源，也能让无线环境更通畅。802.11ax 采用上行资源调度器来对设备的网络资源进行合理的分配，不仅能够节省带宽，还能够保证设备的网速。不论是机场还是办公室，人再多也能hold住。

　　此外，802.11ax 还加入了 TWT（目标唤醒时间）功能，让设备之间能够有机的进行运作或者休眠，以此减少耗电量，增强续航能力。

　　由此可见，随着Wi-Fi技术的不断演进，这些具有变革性的特性将帮助满足用户对网络连接的各种需求，确保充足的Wi-Fi容量，以支持更丰富的连接体验，加速步入Wi-Fi新时代。