“十年前，联网技术面临的最大挑战，是如何把终端设备连接到互联网。而今天，每天都有超过500万个智能终端连接到互联网上，我们最大的挑战在于如何保证联网终端的和谐公平共存，并为用户提供无缝体验。”Qualcomm产品管理副总裁Gopi Sirineni称，此前有分析机构在报告中预测，一个典型的美国四口之家拥有的联网终端数量，将从2017年的20个增加到2022年的50个，用户每月的数据使用量也将从2016年的70GB猛增到2020年的165GB。但从目前的实际情况来看，这些数据显然是被低估了。rawesmc
解决传统路由器三大痛点
Qualcomm此前针对中国消费者的一项调查显示，接近60%的用户都对家中的路由器感到不满，以下三点尤其突出：一是Wi-Fi覆盖问题，54%的受访者认为随着居住面积的扩大，很多房间都无法连接Wi-Fi；二是接近60%的用户反映在高峰时间网络连接性较差，即网络拥挤和网络互相干扰问题严重；三是38%的用户认为极难甚至无法增加新终端，路由器的用户使用界面和终端接入难度较大，用户体验不好。rawesmc
rawesmc
Gopi Sirineni认为，要想实现无缝的用户体验并驱动智能家居发展，是否能够解决好连接、感知、交互和安全这四大技术将成为关键。因此，高通针对家庭互联网络的需要，在三四年前提出了Wi-Fi SON(Self-Organizing Network)概念。据称目前60%的美国家庭已经将家中的Wi-Fi网络从普通单节点转换成网状网络，但在中国，网状网络方式还没有非常大的接入率，市场潜力很大。rawesmc
SON可直译为自组织网络或被称为网状网络，相较之前用户买一台Wi-Fi网关的传统方式，网状网络是指在家中摆放一套三件装、四件装，甚至六件装的多台Wi-Fi组网设备。当其中一台连接到上行网络后，其他几台就会自动组成一个互联网络，家中的终端也会根据信号强度和环境干扰状况，就近连接到一个特定的网络节点上。rawesmc
自修复功能则是网状网络的另一大优势。比如家中安装的摄像头通常只在特定的时间工作，或者侦测到家中有移动目标才工作。在自组网上，摄像头的工作情况则与正常使用情况的规律不同。发现摄像头在不该开启的时段进行工作，或者摄像头抓取的数据情况跟平时使用的情况不一致时，自组网自修复功能可以根据用户平时使用摄像头的情况进行监测，情况有变化的时候向用户提供警报，甚至将这种终端隔离，起到保护的作用。rawesmc
再例如，按照传统方式在家中接入一个路由器，路由器若损坏，家中的网络基本瘫痪，无法与终端进行Wi-Fi连接。而具有多个节点的网状网络解决方案，如果某一个节点出现故障，使用数据流将会自动连接到其他节点，甚至是终端的连接也可以通过其他的网络节点来实现，网络的鲁棒性、抗干扰和抗破坏的能力更胜一筹。rawesmc
让高密度居住环境受益
网状Wi-Fi面向城市中心地带，可以让高密度的居住环境受益，这是Gopi Sirineni给出的基本观点。rawesmc
在楼宇中，高密度环境中信号干扰问题对消费者网络使用体验的负面影响非常大。在部署网状网络的情况下，不同住户的网状网络可以协同工作——即根据网络拥挤情况或用户使用特性进行相互协调，从而解决了三大问题：第一，减少相互干扰；第二，增强信号覆盖；第三，从整体上提高用户体验。这不仅提高了某一家住户的体验，而且为整个楼宇的每位住户都提供更优的使用体验。rawesmc
rawesmc
在家庭中，以一个标准的中国家庭接入场景为例，即宽带通过光纤接入，路由器放在家中的某一端，这造成路由器的实际覆盖面积仅为居住环境的1/4，其余3/4不仅没有提供家庭覆盖的功能，反而造成了对周围邻居的干扰。这也是用户感觉在网络使用高峰时段体验变差的根本原因，因为网络之间的相互干扰非常强烈。也就是说，网络不仅没有实现全部覆盖，反而造成了更多干扰。rawesmc
反之，如果采用网状网络，当家中有多个网络接入点(AP)时，可以根据网络干扰情况、用户使用需求情况，把家庭网络的覆盖重点转移到在家庭中心的节点位置，或者干扰比较小的节点位置。这样既解决了家庭内部的网络覆盖问题，也减少了毗邻网络之间的互相干扰。rawesmc
在Qualcomm的测试中，如果只使用单路由器，离路由器节点比较远的地方只有60M的数据吞吐量。使用网状网络解决方案后，即使最弱接入点的数据吞吐量也可以达到265M。此外，家庭网络的平均吞吐量也有50%以上的提升。rawesmc
rawesmc
用Wi-Fi进行智能侦测
网状网络不仅能够解决网络覆盖的问题，还可以提供更多的智能功能，用以打造无缝的交互体验，华硕Lyra Voice和NETGEAR Orbi Voice即为语音UI+网络集成的典型代表。rawesmc
- 语音生物识别——高通的音频解决方案不仅能够通过识别关键词执行指令，而且能够识别语音指令的发出对象，进一步地根据指令发出对象的不同身份进行不同的操作；
- 唤醒词识别和低功耗待机模式——这不仅仅可以节能，同时通过降低关键词误判率，减少了不必要的网络和云端的数据传输，从而实现网络优化；
- 语音打断和远场语音——基于6-8个麦克风回音消除和噪声抑制的远场语音技术，即使智能音箱或其他终端正在播放音乐且音量很高，系统依然可以识别关键词或者发布的指令，并进行交互；
- 来源追踪——用户在不同房间内走动时，音乐可以伴随用户的移动在不同的智能音箱中播放，创造无缝的用户体验。
除了与语音交互功能进行整合外，面向空间AI感知将成为网状网络下一步整合的目标。rawesmc
具体而言，虽然用户无法看到Wi-Fi信号，但实际上Wi-Fi信号会在家中不停的发生碰撞和反射，所以不同的人、宠物、物体在家中进行移动时，对环境扰动的射频信息都是不同的。从技术角度来看，我们完全可以通过射频环境的变化来感知和判断是谁在家中进行移动。
rawesmc
以下三个应用场景也许会给我们带来新的应用灵感：rawesmc
第一，动作侦测。在家庭安防的应用，无需通过摄像头或其他感应器进行监测，只要家中部署了网状网络Wi-Fi，就可以侦测到主人离开家之后是否突然有人闯入，并且通过动作侦测判断这是家人还是陌生人。rawesmc
第二，位置跟随。家中的智能照明产品、音频设备、智能电视可以跟随用户位置的移动而改变操作的具体位置，比如在主人从一个房间走到另外一个房间、或者从客厅走到卧室的过程中，这些智能产品依然可以提供无缝的用户体验。rawesmc
第三，远程监测。如果整个楼宇都部署了网状网络，在一些非常紧急的情况下，安防人员可以通过射频信号的侦测，远程掌控住户家中是否有人？一共有多少人在楼宇内？这些人分布在哪些位置？而无需进入到住户家中进行查看。rawesmc
但Gopi Sirineni强调说，射频侦测识别的不是面部信息，更多是识别个体生物纹路特性，比如人或宠物等的外形、动作(走路、奔跑、跳跃)的习惯特性，从而判断个体的身份，这和面部识别的技术完全不同。rawesmc
他认为Wi-Fi射频侦测与视频摄像头相比较，具有更好的灵活性：通过视频进行脸部识别时，人或采集目标需要站在特定的位置；Wi-Fi的射频侦测无此要求，无论目标是人、宠物或其他物体，他们都可以处于家中的任何位置，可以依照平时的活动范围和生活习惯自由移动，Wi-Fi可以实时进行射频侦测和识别。rawesmc
此外，射频侦测还可以更好地保护隐私。因为家中的安防摄像头通常都是对着大门、室外、或家中某些特定位置，如果进行大范围的视频监测，用户会担心数据传输到云端后被泄露。但射频侦测避免了隐私方面的担忧，因为其只在关键动作或者关键指令的部分有交互，其他部分不会有任何成像，用户无需担心家人的一举一动被远程监视。rawesmc
Wi-Fi加速准备杀入6GHz频段
有消息称，业界工程师们已经达成在明年5月展开下一代Wi-F规格订定工作的共识，可望将数据传输量提升四倍。新的“极高吞吐量”(extreme high-throughput，EHT)规格，会是首度从设计之初就纳入对6GHz频段的支持，而且问世步伐加快的Wi-Fi标准。rawesmc
开发者期望6GHz频段能在2020年清空，以提供包括Wi-Fi与蜂窝通讯等技术的免执照使用。而Wi-Fi阵营的目标是届时能翻新802.11ax规格供6GHz频段使用，并在2023年推出EHT规格来强化6GHz的实际部署。rawesmc
Gopi Sirineni对《电子工程专辑》表示，从Wi-Fi Alliance(WFA)层面来看，802.11ax的技术规范其实还没有完全锁定，向6GHz频段，具体而言是从5.9GHz至7.1GHz的范围扩展，已经是大势所趋，因为它不但可以带来更高的灵活性，也可以避免160MHz频带之间相互干扰和覆盖。rawesmc
rawesmc
“但严格来说，这实际上还算不上是下一代Wi-Fi技术的演进，只是在.11ax的基础上增加了带宽和可用频谱，从而使服务范围变得更广而已。”他说。rawesmc
而在极高吞吐量方面，Qualcomm产品管理总监 Jason Tao认为更多的技术融合，特别是基于相似频谱的技术之间的演进和融合，将成为重要趋势。例如在蜂窝和Wi-Fi之间，11ax就引入了OFDMA技术，类似的情形今后会更加常见。rawesmc
