信通院专家：Wi-Fi 6有5大核心技术和2大主要应用场景

Wi-Fi 6是继Wi-Fi 5之后，无线局域网协议本身的进一步演进和延伸，其最初的名称代码是HEW(高效WLAN)。Wi-Fi 6的设计思路与传统Wi-Fi不同。在过去，Wi-Fi协议的发展主要集中在提供更高的峰值速率。而Wi-Fi 6，从它的协议名高效就能看出来。它更注重效率，也希望更有效地利用当前的频谱资源，从而提供更高的实际网络速率。因此，在Wi-Fi 6中引入了OFDMA、上行MU-MIMO、TWT、BSS着色机制和1024QAM等新技术。

Wi-Fi 6的五大核心技术

OFDMA频分复用技术

OFDMA是OFDM中最早应用于蜂窝通信的技术。Wi-Fi 6标准也采用这种技术来提高频谱利用效率。在传统方式下，每个用户要发送的数据会占用整个信道。OFDMA信道被分成多个子载波，最小的子信道被用作资源单元。Wi-Fi 6中最小RU为2MHz带宽，用户的数据承载在每个RU上。以20MHz带宽为例，OFDMA技术最多可以容纳9个ru，其余空作为保护间隔。就像以前一辆公交车一次只能搭载一名乘客，现在可以同时搭载多达九名乘客。

上行/下行MU-MIMO技术

在物理空方面，Wi-Fi 6继承了Wi-Fi 5下行MU-MIMO的特点，即无线路由器可以同时向多个支持MU-MIMO的终端发送数据，解决了以前只能有一个终端同时发送数据的问题。Wi-Fi 6在保持这一技术的同时，增加了上行MU-MIMO，最多支持8个终端同时向无线路由器发送数据，实现了上下行双向MU-MIMO。OFDMA MU-MIMO分别在频率空和物理空上提供了多径并发技术，大大提高了网络的整体性能和速度。

BSS着色机理

为了解决Wi-Fi频谱资源不足导致的同频干扰问题，Wi-Fi 6引入了一种新的同频传输识别机制，称为BSS着色机制。在PHY报头中添加6位标识符，以处理来自不同基站的数据。染色 ，为每个信道分配一种颜色，以标识一组不应受到干扰的基本服务集。接收端可以尽早识别在同一频率上发射的干扰信号并停止接收，从而避免浪费收发机时间。如果颜色相同，则认为是同一BSS中的干扰信号，传输会延迟；如果颜色不同，则认为它们之间没有干扰，两个Wi-Fi设备可以在相同的信道和频率上并行传输。初步解决了工作在同一信道的不同无线路由器之间的相互干扰问题，提高了系统性能和频谱利用率。

Tw目标唤醒时间

目标唤醒时间TWT是Wi-Fi 6支持的重要资源调度功能。它允许设备协商何时唤醒以及唤醒多长时间来发送或接收数据。无线接入点可以将客户端设备分组到不同的TWT周期中，从而减少唤醒后同时竞争无线信道的设备数量。TW还增加了设备的睡眠时间，从而大大增加了电池寿命。预计该功能将为物联网设备节电30%以上。

1024QAM高阶调制技术

Wi-Fi 6不仅提高了效率，还提高了传输速率。最高采用1024QAM调制方式，每个符号位最多传输10位数据。Wi-Fi 5采用256-QAM正交幅度调制，每个符号最多可传输8比特数据，从8到10增加了25%，即与Wi-Fi 5相比，Wi-Fi 6的单空流数据吞吐量增加了25%。

总的来说，Wi-Fi 6在传统Wi-Fi技术的基础上，借鉴了移动蜂窝通信技术的创新技术，大大提高了网络容量和网络性能，为用户提供了更好的体验。

全球Wi-Fi 6的频谱资源

目前全球Wi-Fi 6主要使用6GHz以下的2.4GHz和5GHz频段，采用免许可方式管理，与其他无线接入、蓝牙、点对点或点对多点扩频通信系统共享。

在我国，根据工信部[2002]353号、工信部[2002]277号、工信部[2012]620号的规定，Wi-Fi可用频率为2400~2483.5MHz、5150~5350MHz、5725~5850MHz，共计408.5MHz，相比之下，Wi-Fi频率。欧盟的Wi-Fi频段主要包括2400~2483.5MHz、5150~5350MHz和5470~5875MHz，共688.5MHz，最大连续带宽405MHz。我国的Wi-Fi与欧美的总频谱和最大连续带宽的差异主要体现在5470~5725MHz频段的255MHz频谱上。

2020年4月23日，美国颁布规定，将所有6GHz频段用于免授权技术。鉴于这种策略。在Wi-Fi联盟方面，为了区分工作在6GHz频段的Wi-Fi设备，2020年1月提出了Wi-Fi 6E品牌。Wi-Fi 6E在6GHz频段可以支持160MHz不重叠带宽的7个频道。Wi-Fi联盟已于2022年启动Wi-Fi 6E的认证工作。目前有支持Wi-Fi 6E的网卡和设备，比如Intel AX210。

在美国的影响下，一些国家和地区已经选择或正在积极考虑使用6GHz或其部分频率用于Wi-Fi 6。2020年3月，欧盟完成了WLAN 5925 ~ 6425 MHz的频谱研究报告。2020年1月17日，英国就向非授权使用开放5925~6425MHz频段展开公众咨询。预计该条例将于2022年生效。2020年5月，阿联酋开展了一项关于使用5925~7125MHz频段的Wi-Fi的意见调查。巴西于2020年5月6日启动法规修订，允许Wi-Fi 6使用5925~7125MHz频段。它计划在8月份完成无线电频率指数的制定，然后将启动法规咨询并做出决定。2019年12月在韩国出版 5G+ ；频谱策略，考虑将整个6GHz用于免授权技术，目前正在进行Wi-Fi共存分析和立法。在国内，IMT技术主要在6GHz推广，工业互联网和物联网基础设施建设的发展路线主要基于IMT网络。在中国的推动下，2019年ITU WRC-19大会为WRC-23大会设置了议题，研究在6425~7125MHz的中频段为IMT寻找新的频率。这个问题得到了非洲国家、俄罗斯等欧洲国家、部分阿拉伯国家和部分亚太国家的支持，遭到了美国、越南、韩国等国的反对。6GHz频段现有的全球业务主要是卫星固定业务和固定业务。

Wi-Fi 6产业链分析

Wi-Fi产业链包括芯片、网络设备、终端三个主要环节。它是芯片Wi-Fi产业链的核心环节，包含了大量的核心专利，对产业链的其他环节产生重要影响。从总量来看，2022年全球Wi-Fi芯片出货量将达到49亿套，占主要互联方案出货量的40%以上。根据Markets和Markets的统计，预计2022年全球Wi-Fi芯片市场规模将达到197.2亿美元。博通、高通、英特尔、德州仪器等美国公司长期控制着Wi-Fi芯片的研发、生产和销售，其产品占据了70%以上的市场份额，从而引领了全球Wi-Fi产业的发展。主流的Wi-Fi芯片厂商基本都是在中国台湾省代工，这使得中国台湾省成为大部分Wi-Fi芯片的原产地。台湾省联发科和Realtek也是主要的Wi-Fi芯片供应商。此外，中国的华为海思、紫光展锐和乐心科技也开发Wi-Fi芯片，约占5%的市场份额。

目前各大Wi-Fi芯片厂商都推出了Wi-Fi 6芯片产品。截至2019年5月，高通发布了4款产品，博通发布了5款产品，英特尔发布了3款产品，MTK发布了1款产品。业界估计，Wi-Fi 6芯片的全球出货量将从2019年的约3亿套快速增长至2022年的超过20亿套。2019年Wi-Fi 6芯片出货量占比10%，预计到2023年占比90%。华为海思已于2020年2月推出用于Wi-Fi 6无线路由器的凌霄650芯片和用于Wi-Fi 6终端的麒麟650芯片。

Wi-Fi联盟最新数据显示，截至2022年6月，Wi-Fi 6认证的产品数量为1635个。其中笔记本产品137款，手机产品604款，无线路由器748款，平板电脑21款。

Wi-Fi网络设备主要是家庭和企业无线路由器。目前国内外主流无线路由器厂商都发布了Wi-Fi 6产品。国外厂商主要有思科、惠普企业、水牛、Ruckus、极限网络。国内厂商主要有华为、中兴、新华三、TP-LINK、小米、华硕、水星等。中国市场Wi-Fi 6家居产品主要有2 倍的流量在空之间；2的产品，所以性能相比上一代没有太大提升。性能的提升还需要等待Wi-Fi 6终端的普及。欧美市场尤其是美洲市场以高端产品为主，在空之间的流量是2 倍；和4 times4，但是成本比较高。智能手机和笔记本电脑在Wi-Fi终端出货量中占比最大。目前三星、华为、苹果、小米等国内外厂商的旗舰机手机都已经支持Wi-Fi 6。在笔记本电脑中，Wi-Fi功能早已是笔记本电脑的标准配置。联想、惠普、戴尔等主流厂商都推出了支持Wi-Fi 6的笔记本产品。随着新冠肺炎疫情的发展，越来越多的公司鼓励员工在家办公，因此对家庭网络的要求也随之提高，客观上刺激了Wi-Fi 6的发展和推广。

随着物联网的快速发展，越来越多的智能物联网设备开始支持Wi-Fi功能。根据Strategy Analytics的研究和分析，2019年，全球有近50亿个家庭Wi-Fi设备正在使用，2023年智能家庭Wi-Fi设备的数量将达到170亿个。类似的物联网设备将成为Wi-Fi设备的主要增长点。目前Wi-Fi 6在物联网领域的应用并不多，但随着Wi-Fi 6产品的日益成熟和成本的不断降低，其在物联网领域的渗透率会逐渐提高。

Wi-Fi 6的两个主要应用场景

Wi-Fi 6的应用场景是在Wi-Fi 5的基础上进一步扩展的。除了原有的家庭、商业等室内环境外，还考虑了此类环境下的高密度使用，重点关注体育场、校园等室外接入点和终端设备密度高的复杂环境，以及高吞吐量需求的应用场景。Wi-Fi 6场景服务对象也从个人应用扩展到公共接入，以及蜂窝网络的导流。同时还涉及远程医疗、场馆活动视频和车载娱乐等吞吐量要求较高的应用领域。

一般来说，参考IEEE设计的Wi-Fi 6应用场景主要包括两类:高密度场景和高吞吐量场景。其中，高密度场景又细分为室外高密度AP和终端场景、室内高密度AP和终端场景、高密度AP和中低密度终端场景、室内高密度终端场景。详细的细分场景如表1所示。

Wi-Fi 6的服务应用与前几代Wi-Fi基本相同，仍以部署简单灵活、组网成本低、结构变化简单的服务为主。目前，其主要业务仍是家庭互联网宽带接入、企业接入和场馆等热点接入。在家里，用户可以通过购买Wi-Fi路由器来构建自己的网络，从而避免了布置网线的麻烦。Wi-Fi 6的高性能也可以为企业提供高质量的网络服务。企业可以通过Wi-Fi 6快速搭建自己的网络，流量可以通过运营商。此外，Wi-Fi 6还可以在热点地区提供网络服务。在人群密集的地方设立热点，提供互联网服务。

表1 Wi-Fi 6主要应用场景

发展建议

一是制定以5G为主，Wi-Fi为辅的发展战略，发挥各自优势。5G是中国关键的信息技术基础设施，为消费互联网和产业互联网提供了坚实的网络基础。Wi-Fi 6以其低成本、易部署、大带宽等特点，是5G的有益补充，两者将在未来很长一段时间内融合共存。

二是借鉴中国5G发展经验，推动Wi-Fi产业发展。鼓励相关企业加大技术投入，积极参与Wi-Fi标准化。并指导和帮助企业和专业机构申请国内外专利，及时形成知识产权。鼓励Wi-Fi 6在智能家居、企业办公等室内场景的应用。依托中国巨大的Wi-Fi应用市场，建立具有国际影响力的行业推进机构。

三是评估5G和Wi-Fi 6供应链的安全形势，加大RD在相关芯片设计、芯片制造、高科技元器件等薄弱环节的投入，摆脱对国外企业的依赖，实现相关供应链的自主控制。在芯片方面，Wi-Fi芯片远低于5G芯片，但主要芯片仍被高通和博通等国际厂商垄断。华为开发了自己的Wi-Fi 6芯片，但主要用于自己的产品。目前国内其他厂商多是做物联网Wi-Fi的物联网芯片，离高端芯片还很远。10年有望赶上，需要产业链的支撑。

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