Wi-Fi 6“主内”，5G“主外”，物联网时代需要的是“和谐”

简要：Wi-Fi 6与5G，NB-IoT与LoRa，云计算与边缘计算，与其思考谁取代谁，倒不如多思考物联网时代它们将会带来哪些新的机遇。Wi-Fi 6“主内”，5G“主外”，5G是WiFi 6的有力支撑，WiFi 6可以成为5G的补充和延伸，二者融合能够共推社会发展。

9月16日， Wi-Fi联盟正式发布Wi-Fi 6标准，相对于目前正在广泛使用的上一代Wi-Fi标准，Wi-Fi 6将具有更快的带宽和更加高效的成熟效率。作为下一代Wi-Fi技术标准，Wi-Fi 6的最高传输速度将达到9.6 Gbps（和5G 10Gb/s的速度差不多），作为比较，目前大家所使用的Wi-Fi标准的最高传输速度是3.5 Gbps ，当然这些都是理论值。

 

随着Wi-Fi 6标准的正式发布，关于Wi-Fi 6与5G之间关系的讨论又起，究竟5G能不能取代Wi-Fi 6。其实，移动通信和Wi-Fi之争早在2000年的时候就开始了，当时市场上关于2G网络取代Wi-Fi的声音不绝于耳，但是经过20年的发展，移动通信已经发展到了5G时代，进入了新的纪元。而Wi-Fi技术也已经到了Wi-Fi 6的标准，Wi-Fi已经成为社会上不可或缺的一部分。

由此可见，5G和WiFi其实是相辅相成的。5G是WiFi 6的有力支撑，Wi-Fi 6可以成为5G的补充和延伸，二者融合能够共同推动社会发展。

 

Wi-Fi 6标准吸纳了大量5G技术

事实上，Wi-Fi 6在标准的制定上吸纳了大量5G关键技术，如OFDMA、MU-MIMO、1024-QAM等。而在标准的演进方向上，Wi-Fi 6与5G也并无二致，都是以eMBB、mMTC、uRLLC三大场景为目标，支持多用户高速率并发，优化了设备功耗和覆盖能力，扩展了覆盖范围。

 

OFDMA

在Wi-Fi 6之前，数据传输采用的是OFDM 模式，用户是通过不同时间片段区分出来 的。每一个时间片段，一个用户完整占据所有的子载波，并且发送一个完整的数据包。

图 OFDM工作模式（来源：华为WiFi技术白皮书）

Wi-Fi 6中引入了一种更高效的数据传输模式——OFDMA，它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM 系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。迄今为止，它已被许多无线技术采用，例如3GPP LTE。

 

与OFDM相比，OFDMA有三点好处：

• 更细的信道资源分配。特别是在部分节点信道状态不太好的情况下，可以根据信道质量分配发送功率，来更细 腻化的分配信道时频资源。下图呈现出了不同子载波频域上的信道质量差异较大，Wi-Fi 6可根据信道质量选择最优RU （Resource Unit，简称RU，每个RU 当中至少包含26 个子载波）资源来进行数据传输。

• 提供更好的QOS。因为Wi-Fi 6及之前的标准都是占据整个信道传输数据的，如果有一个QOS 数据 需要发送，其一定要等之前的发送者释放完整个信道才行，所以会存在较长的时延。在OFDMA 模式下，由于一个发送者只占据整个信道的部分资源，一次可以发送多个用户的数据，所以能够减少QOS 节点接入的时延。

• 更多的用户并发及更高的用户带宽。OFDMA 是通过将整个信道资源划分成多个子载波(也可称为子信道)，子载波又按不 同RU 类型被分成若干组，每个用户可以占用一组或多组RU 以满足不同带宽需求的业务。

 

MU-MIMO

MU-MIMO 使用信道的空间分集来在相同带宽上发送独立的数据流，与OFDMA 不同， 所有用户都使用全部带宽，从而带来多路复用增益。其实MU-MIMO技术在Wi-Fi 5的时候就已经引入了，但只支持DL 4x4 MU-MIMO(下行)。在Wi-Fi 6中进一步增加了MU-MIMO 数量，可支持DL 8x8 MU-MIMO，借助DL OFDMA 技术(下行)，可同时进行MU-MIMO 传输和分配不同RU 进行多用户多址传输，既增加了 系统并发接入量，又均衡了吞吐量。

 

因此，在技术演进上二者“英雄所见略同”。而在实际组网中，二者各有所长，5G“主外”，在室外三大移动场景中是当仁不让的首选；Wi-Fi 6“主内”，解决室内覆盖速率等问题。二者融合则能实现“内外兼修”的目标。

 

Wi-Fi 6与5G在应用上形成互补

由于5G在室内覆盖上成本高，终端兼容性弱的限制，Wi-Fi 6在室内覆盖上已经克服了大带宽、大容量、低时延的挑战，可以支撑VR/4K/AGV等大带宽低时延的关键应用，所以对于企业而言，Wi-Fi 6网络与5G网络在大部分的场景里是可以相互协同，达到整个接入系统的性价比最优。对于企业的一些特殊场景，比如油田、矿井、自动驾驶工程车，5G由于其低时延及覆盖广的特点，拥有独特的优势。

 

而对于室外的突发流量的高密场景，在不增加5G基站的前提下，5G网络的容量仍然较难满足用户接入的需求。而在这些场所，Wi-Fi 6的高密度接入的能力，是高性价比解决海量用户和终端高密接入的有效方案。Wi-Fi 6“主内”，5G“主外”，两者部署考虑的更多的是方案的达到效果以及所需成本。

图 不同Wi-Fi 标准下的接入量与人均带宽关系

 

今年7月，深圳地铁携手中国联通、华为，采用联通5G网络接入，通过华为Wi-Fi 6技术进行网络拓展，将深圳地铁福田枢纽建成全国首个应用Wi-Fi 6技术的地铁车站，这是一次Wi-Fi 6与5G技术的完美融合。

 

Wi-Fi 6与5G的关系很容易让人联想到NB-IoT与LoRa，在需要公网的场景下，NB-IoT和LoRa具有很强的互补性，但在需要行业、企业级专网的项目中，NB-IoT专网方案就和LoRa、ZETA等其他技术有明显的替代性优势。

 

Wi-Fi和5G将长期共存

从网络覆盖上来讲，5G网络技术采用的是超高频频谱，我们都知道，频率越高衍射现象越弱，穿越障碍的能力也就越弱，所以5G信号是很容易衰弱的。如果保持5G信号的覆盖需要比4G建设更多的基站。由于信号的衰减，那么在室内、地下等环境下的衰减会更严重，5G网络很难覆盖所有的环境，在此情况下，Wi-Fi网络可以通过路由器在这些地方提供信号。

 

在5G时代，虽然5G网络的容量会大幅提高，但是入网设备的数量也会大幅提升，假设所有的入网设备都连接区域内的基站，我想5G这条高速公路也会堵死，而Wi-Fi则具有很大的分流作用。

 

正如需要被处理的海量数据，在某一数值之下，云计算完全有能力实现数据高效、快速处理，但是随着数据的持续增加，继续依靠云计算的能力已然不是最合适的途径，这也是雾计算、边缘计算产生的原因，它们之间也应该是一种互补、协同的关系。

 

再者，简单的看，5G要想取代Wi-Fi就需要建设更多的基站，数量可能是当下规划的几倍，这又会涉及到大量的资金投入，本来5G建设的资金投入已经让运营商头疼不已，因此所谓的5G取代Wi-Fi并不现实。

 

另一方面，从速率上来看，移动设备厂商宣传的5G最重要的3个特征是高速度、大容量、低时延，而最新一代的Wi-Fi速率比5G 还要快， Wi-Fi 6单流峰值速率1.2Gbps(5G 网 络峰值速率1Gbps)，平均来看，Wi-Fi每升级一代所用的时间大约只是移动网络的一半左右，所以从最新的Wi-Fi 6开始，速率会持续领先于移动网络。

 

当然，5G取代Wi-Fi还有其他需要考虑的地方，比如流量大涨背后是费用大涨，而免费Wi-Fi优势明显，终端的类型，移动端的电池耗电问题等。

 

最后，移动通信在进化，Wi-Fi也在进步，物联网时代会有海量的、多样的设备实现联网，而连接的方式也应该是异构的。Wi-Fi 6与5G不是取代关系，而是互相推动、竞争与共存的关系。

资料来源：华为、钛媒体等

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