WiFi 6 終于走進了消費者的家中。 如果行業預測成立，這項技術將成為這十年的主要趨勢之一。 就在今年，Wi-Fi 聯盟預計將向消費者、商業實體和政府機構出貨近 20 億臺 WiFi 6 設備。 有很多關于 WiFi 6 改變消費者體驗和連接環境的議論。 隱藏在所有興奮中的是一個警告：WiFi 6 的好壞取決于控制它的系統。

盡管取得了所有突破，但如果沒有對家庭 WiFi 網絡的智能管理和優化，該技術的新功能將無法充分發揮其潛力。為了在擁擠的家庭網絡環境中真正改善客戶體驗，WiFi 6 需要額外的工具，例如網絡優化和控制。

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以下是一些頂級WiFi功能的分析，我們預計會出現的問題，以及如何解決這些問題。

160 MHz 信道帶寬

大多數 WiFi 6 設備預計將支持 160 MHz 信道，而 WiFi 5 具有該功能，但很少有 WiFi 5 設備超過 80 MHz。理論上，由于通道寬度加倍會使吞吐量加倍，因此客戶將體驗到兩倍的下載速度、兩倍的分辨率等。

問題在于，在包括美國在內的大多數國家/地區，目前只有兩個獨立的 160 MHz 頻道可用，使用較小帶寬的設備也共享這些頻道。對于密集環境來說，這將成為一個大問題，其中許多競爭設備或不同用戶使用的重疊信道將產生嚴重干擾。

緩解此問題需要特定的網絡配置。首先，需要感知和預測160 MHz傳輸的80 MHz子信道上的干擾，從而智能地進行信道分配和帶寬選擇。此外，重要的是要考慮環境中的完整干擾情況，以便可以在公寓大樓(或鄰近家庭)中優化信道分配，并將其分配到最需要的地方。

這種配置不能通過本地管理的網絡實現，必須通過云集中處理。例如，在公寓大樓中，云平臺將分析負載和設備類型等因素，并考慮每個接入點 (AP) 網絡中存在的歷史和當前客戶端和負載集。根據這些數據和分析，該平臺隨后會為整個建筑中的每個 AP 分配信道帶寬。

為了盡量減少相鄰單元之間的沖突，頻道也可以“平鋪”。如果無法避免頻道重用，優化平臺將分析歷史活動，以選擇可以共享頻道且問題最少的公寓。

OFDMA

這一宏大的 WiFi 6 功能通過將信道細分為從一個 AP 并行傳輸的較小頻率分配(資源單元)來提高效率和容量，以便單次傳輸可以與大量設備進行通信。這消除了 802.11 數據包開銷和時間浪費，特別是對于涉及物聯網和其他低數據速率設備的傳輸。

問題在于，只有當大量物聯網設備共享一個 AP 時，OFDMA 才能提高效率。在當今的智能家居中，情況并非總是如此，其中網絡已演變為涉及網狀網絡、中繼器或多個網關的多 AP 拓撲。

如果只是允許客戶端連接到最近的 AP，則每個 AP 將沒有足夠的設備來分組到 OFDMA 傳輸中。然而，強制客戶端連接到遠程 AP 會導致數據速率下降。這意味著 OFDMA 操作將需要嚴格的優化和客戶端引導。

OFDMA 感知客戶端轉向背后的原因很復雜。它需要一個集中的智能網絡控制器來了解哪些 AP 和客戶端具有 WiFi 6 功能，將歷史觀測數據考慮在內，并對每個客戶端的數據需求做出前瞻預測。

然后，控制器需要根據功能、流量負載、信號強度和設備的數據使用情況，對每個設備應連接到哪個 AP 做出優化選擇。最后，控制器需要能夠操縱每個設備——使用特定于該設備類型的操縱機制——并將其保持在正確的 AP 上，即使它不是最近的 AP。

目標喚醒時間

目標喚醒時間 (TWT) 可提高僅偶爾或低占空比傳輸的設備的電池壽命。 AP 為每個客戶端預留了一個時間窗口，用于喚醒、快速通信和返回睡眠狀態，同時保持預留的空中時間不受其他通信的影響。

在家庭網絡中，多個 AP 經常運行在同一個頻道上，這意味著多個 AP 可能會嘗試為不同的設備調度相同的 TWT。為避免重疊，基于云的中央調度器將需要協調同信道 AP 的 TWT 周期。為了在家庭網絡的每個 AP 上創建優化的 TWT 安排，調度器需要知道所有 TWT 客戶端的傳輸要求、AP 之間的共享信道、哪些客戶端連接到哪個 AP 以及 AP 和客戶端之間的信號強度。

在公寓大樓中，優化器還可以查看它控制的所有重疊網絡，并規劃整個建筑物中的 TWT 分配和組。控制器會考慮哪些公寓相互干擾的數據，以及每間公寓的客戶端能力和負載要求。

處理附近接入點之間的爭用。 (來源：IEEE)

6 GHz 頻率

6 GHz 頻譜的低功率和高功率使用都會出現問題。由于低功率傳輸 (18dBm/63mW) 無法傳輸那么遠或那么高的數據速率，因此優化系統將需要更復雜的多 AP 配置來選擇合適的網絡拓撲、頻率分配、和客戶指導選項。另一方面，要使用自動頻率控制 (AFC) 系統(允許 30dBm/1 瓦)，傳輸需要避開附近微波系統使用的任何頻道。這涉及與智能控制器的通信，該控制器可以查找 FCC 數據庫、考慮地理數據、計算干擾水平，然后將指令發送回 AP。

對于任一模式，控制器在分配網絡無線電資源之前必須考慮客戶端類型、負載和能力等因素。根據網絡中客戶端的能力，將 AP 的無線電之一置于 6 GHz 頻段并不總是最佳選擇。例如，將 6 GHz 信道用于回程連接可能有助于回程，但它可能會從 5 GHz 頻帶中奪走 AP 中的高性能無線電。因此，不具備 6 GHz 功能的高性能客戶端可能會以較低的速度連接，實際上會降低家庭體驗。

謹慎樂觀

家庭網絡將繼續變得更加擁擠和復雜。美國家庭平均已經擁有 14.5 臺聯網設備。預計到 2023 年，全球智能設備出貨量將增長到 14 億臺。 WiFi 6 的時機再好不過了。

然而，如果沒有智能管理和優化家庭網絡，WiFi 6 將無法實現其承諾。為了讓連接的新時代不負眾望，需要解決技術的局限性。這是一項復雜的任務，但只要有正確的解決方案，它就可以實現。