在人们对5G展示最大热情的时候，Wi-Fi6也悄然出世。
本文首先简要回顾Wi-Fi和蜂窝网络的发展，然后简要介绍了他们的技术特点，最后从技术的角度比较Wi-Fi6和5G，剖析其应用场景。
一、两种无线k # h ( _ M通信
1.1 Wi-Fi与蜂窝网络的发展
长期以来，Wi-Fi和蜂窝网络就像移动设备上` p H的两大高手，彼此势均力敌：一个主室内，一个H { W F h主室外。
多年来Wi-Fi以其流量便宜的特点，一直是蜂窝网络的室内覆盖补充，也承担着大数据流s H } T }量的场景，比如下载高清视频。
1.2 移动通信
移动通信从90年J l N a C ; )代GSM开始，到] m V e 2 1 ` W I2G、3G、4G 以及5G ，是三大运营商在城市中布了一个大家都可. | y 6 ! G H @共享的无线网络。
到2018年，移动通信网已经有80亿以上的用户，而每年新增的终端数量高达15 亿，到5G时代用户数 k S Z , ! ? t `和新增终端数将更多。
1.3 Wi-Fi通信
无线局域网最成功的技术就是Wi1 f N f + - y & .-Fi。第一代的Wi-Fi1（11b）在1997年诞生，经历11b、11a、11g、11n、11ac以及11ax3 { O U ` N ` 3 .。
2i , i + | [ ! @018年，Wi-Fi联盟统一用数字代号对Wi-Fi命名，也就是Wi-Fi1直到Wi-Fi6，其中Wi-Fi6在2018年正式开始商用。
截止到2018年，Wi-Fi类的终端存量有130亿以W h - N B u T H上，包括大家使E $ C W ` { = R用的手机、平! * o ` U l r板电脑和PC，以及其他的智能设备。每年新增w A q t的Wi-Fi终端的数量超过40亿，是地球人类总数的2/3。
二、 技术对比
2.1 5G技术特点
5G新空口将面向超大带宽、超低时延、大规模物联网连接三大应用场景，相比较于前几代移动通信，融合了新的关键技术。
2.1.1 中高频段通信
3GPP 规定，5G 新空口包括两大频谱范围分别为FR1和FR2。
FR1最大信道带宽定义为100MHZ，FR2最大信道带宽定义为400MHZ。中高频段的宽阔频谱范围可定义更宽的信道带宽，从而提升系统容量和通信速率。
2.1.2 载波技术
OFDM是目前主流通信标准都在使用的波形q Z l 0 w E z，包括3GPPD f D LTE和IEEE 802.11（Wi-Fi）系列都在使用。
5G将面向三大应用场景，目前呼声最高是采用华为提出的F-OFDM技术。F-OFDM采用可配置的灵活的子载波带宽、符号长度7 ; o y L以及循环前缀长度，以满足超大带宽、超低时延和超大规1 [ C模连接三大应用场景的需求。
2.1.3 多址技术
4G的多址接入方式为OFDMA，5G的eMBB场景的多址接入方式仍然基于OFDMA。
但对于百万个连接数每平方公里的mMTC大连接场景，改进的OFDMA可能无法满足需求。因此3GPP RAN1在2K G C j ~016 年中的会议决定：eMBB场景的多址接入方式应基于正交的多址方式（OFDMA），非正交的多址技术将用于mM^ r w ; y / & eTC 的上行场景。
这@ K样非正交频分多址(NOMA)也成o 5 o 7 Q为了一个研究热点，吸引了大量目光。华为的SCMA、中兴MUSA 和大唐的PDMA等都在Release 16中竞争mMG b = iTC 的上行多址方案。
2.1.4 多天线技术
4G通信系统的K p 7 ` _ x天线是2天线、4天线或者8天线，5G将引入大规模MIMO天线，天线数量将达到64% o # & 2 , q ~甚至更高。
传统信号覆盖维度为2D MIMO，仅能在水平维度区分用户，massive MIMO结合算法可细分垂直维S G _ j )度和p R F 9 ( z `水平维度，实现3D MIMO。F . F z
2.1.5 新型编码技术
5G$ N 8 p x确定将LDPC码作为eMBB数据信道的编码方案，q s a y [ a KP2 + v _ m % [ Eolar码作为eMBB控制信道的编a P 9 y % ] W / f码方案。
2.2 Wi-Fi6技术特点
Wi-Fi6为最新协议版本，包含若干新技术和新规格，相较于WiFi5及以前的协议规范，其技术特点如下所示。
2.2.1 OFDMA
OFDMA（正交频分多址），这是从4G技术引入Wi-Fi 的一个技术，解决了多用户传输n k - O F s [ n v的均衡性问题，使得多用户通信更有序，从而提升W8 J 7 9 $ $i-Fi 的体验和效率。
2.2.2 1024QAM
1024QAM（更高速率的调制）的优点是进一步提升极限速率。上一代Wi-Fi5理论上能达到6.9Gbps 的连接速率，到Wi-Fi 6 之后，极限速率可以达到9.6Gbps。
2.2.3 MU-MIMO
8*8 的天线UL/DLMU-MIMO（多用户多进多出）技术，使AP 同时可以与更A , R f g多的终端用户进行通信，极大地提升并发带宽和系统容量。1 R u B # a a 1
2.2.4 BSS-Color（空间复用技术）
BSS-Color首先通过着色机制将区域内不同的AP—STA组合标记为BBS A、BSS B、BSS C等不同的网络，使设备能够区分自己网络中的传输与邻近网络中的传输，然后自适应功d Y H率和灵敏度阈值允许动态调整发射功率和信号检测阈值，使多个BSS网络能同时传输而不相互影响，) V g 4 $增加空间重用效率。
2.2.5 智能节K a : M W ; M M电方案TWT
目标唤醒时间TWT（Targb B Ret Wakeup Time）是11ax支持的一个重要的资源调度功能。它允许设备协商$ W z什么时候唤醒发送或接收V u w M l T L , a数据，其他时间休眠。
无线接入点可以将客户端设备分组到不同的TWT周期，从而减少唤醒后同时竞争无线介质的设备数量。TWT增加了设备睡眠时间，大大减小了功耗。
2.3 5G与Wi-Fi6对比
2.3.1 eMBB场景
1）理想速率
5G的eMBB场景，由于物理层采用256QAME M c % H o调制方式，FR1频段带宽100MHZT P z $，FR2频段带宽400Mo d 6 P aHZ，v ; } f R H天线数量多达64T64R等，理想下行速率可达20Gbps，上行速率达到10Gb} / 6 R Z k Ops。
Wi-Fi6采用1024QAM，带宽最高160MHZ，天线数量最多8T8R，理想上下行速率为9.6GbpsN . k w b Q k Q W。
2）单设备覆盖范围
覆盖范围和` ] V i g发射| t t C Q S y功率强相关，一个室外5G基站发射功率可达60W，其覆盖是公里级的；在室内一般会采用小基站，为了降低覆盖成本其发射功率一般不超过10W，5G单个容量小区的覆盖范围在五千到一万平米、一到两层楼。
Wi-Fi6 AP国家的认证要求发射功率不超过0.2W，可以覆盖一个大会议室或者一个大办公室的几个L z w M s $ {房间，覆盖范围约五百到一千平米。在室内，5G小基站的覆盖范围差不多是Wi-Fi6 AP的十倍。
3）室内单用户体验
典型的室内小基站天D & G线一般是4. 9 P C O 5 CT4R，实际速率是1.5Gbps-2Gbps。Wi-Fi6 AP最高可以是8T? y m8R，实际速率至少为3Gbps-4GB c - O #bp` t 5 C i {s。所以，单设备的性能Wi-Fi6会j t S z #优于5G。
前面提到，室内Wi-Fi6比5G的单设备覆盖范围差不多相差十倍，这样平均到每个平米、每个人，5G的性能可能不到Wi-Fi6性能的十分之一。
国际电信联盟认s 0 K p a W s / 3可的用户体验速率在0.1~1Gbps，而同样常规的2T2R Wi-Fi6终端体验速率可以达到1~1.5! b g H ` h L SGbps。
所以，Wi-Fi6更适合室内高带宽。
2.3.2 mMTC场景
1）n c = 6 Y理想速率
5G的mMTC场景，预期将使用NBX D Q w a : . 3-IOT和eMTC作为大连接的物理层空口技术，N u W C l / 4 # 2B-IOT@ l p 9 ~ ? ; B总共消耗带宽180KHZ，调制方式为BPSK、QPSK及GMSK，采用划分给GSM或LTE网络的频@ o w 段部署，理想上下O # ] q E行速率为250kbps。
eMTC载波带宽为1.4MHZ，物理层技术与LTw 6 s Z N s } ? 6E网络一致，部署于LTE网络的频段，理想上下行速率1Mbps。
Wi-) q 5 C R N _ _ oFi6使用的OFDMA和TWT技术同样具备物联网场景的功能。在160MHe r KZ带宽条件下，理论上允许74个设备接入，而160M带宽的速率为1200Mbps，平均分到每个设备的上下行速率可达16.2Mbps。
无线技术
上下行速率
NBW t b 7-IOT
250kbps
eMTC
1Mbps
WiFi6
16.N 9 j c V * O2Mbps
2）覆盖范围
NB-IOT的设计目标是在GSM基础上覆盖增强20dB，下 d I { e $ S O行依靠增加重传次数获得覆盖增加，上行通过增加功率谱密度和最大重传次数来增强覆盖。
eMTC的设计目标是在LTE基础上增加15dB，使用的覆盖增强技术和NB-IOTa L # 3相同；所以NB-IOT和eMTC的覆盖范围都强于现有的LTE网络基站。
Wi-Fi6参照NB-IOT，将其能量集中在信道中更窄的2MJ $ | l 8Hz子信道RU中，通过提升上行功率频谱密度来提升上行覆盖，未来也利于其从室内走向室外，这是为未来部署智慧园区等铺路。
Wi-Fi6工作频率l j - t更高、空间衰减更快，工作带宽也更大，功率谱密度偏低，综合来看，Wi-Fi6的覆盖范围不如NB-IOT及eMTC。
3）连接数量
NB-IOT和eMTC下行使用OFDMA多D q 9 B # 1 A g址技术，上行目前采用SC0 ( a 6 k %-FDMA，未来9 y X k M Y在R16版本中拟规定非正交多址的上行多址方式。
NB-IOT的连接数量是每站点10万个，eMTC也能达到每站点5万个连接数。
Wi-Fi6的OFDMA技术允许在频域将载波划分为多个RU单元，并规定至少26个子载波为一个RU。
理论上160MHZ带宽下可以划分为74个RU，可实现74个用户终端在同一个符号时间内接入Wi-Fi6 AP站点，在单站点连接数量上Wi-Fi6不如5G mMTC技术。
如果按区域面积来计算，由于该区域内的WiFi6路由器数| G N Q B量无法统计，没有办法得出准确的连接数量对比结果。
NB-IOT
e# d * C h z ^MTC
Wit v } 1 . i-Fi6
10万/单站点
5万/单站点F y u M 5 S j
74/单AP
4）功耗
在低功耗上，NB-IoT和eMTC采用相同的技术，包括：PSM（power savingmode，省电模式）、eDRX（DiscontinuousReception，扩展的不连续接收）和延长周期定时器，其使用电池供电可实现续航5~10年。
Wi-Fi6主要通过TWT技术设备终端休眠，它可以准确地告诉设备何时将其Wi-Fi无线电设备置于睡眠状态以及何时将其唤醒以接收下一次传输，减小终端功耗。但这种功耗减小只是相对于S J Y a + & (Wi-Fi5而言有优势，与5G的低功耗技术相比还是相距甚远。
2.3.3 uRLLC场景
5G引入了灵0 Q !活的帧结构设计，q x h 3 ~ U 4 n帧结构可以采用多址参数（上下行配比、子载波带宽、系统带宽等），灵活适配不同需求。4G采用的静态帧结构，5G采用的是可配置的静态或半静态帧结构，实现上下行灵活子帧的配置，可提高频谱效率降低时延。
相比4G，5G引入了更短的子帧长度，最短可缩减到4G子帧长度的1/7， 结合边缘计算技术和新型网络架构，可有效满足国际电信联盟1ms的用户面时延需求% | 1。
Wi-Fi6目前还没有针对降低时延引入改进的技术，但相比于Wi-Fi5，由于OFDMA以及TWT技术的存在，可以推测出其对用户等待时间方面有改善。
2.3.4 调度协调
从接入网对接入终端的调度协X X L调方式看，5G采用的是基站来总负责协调，划分了专门的控制面功能，用核心网络的控制面功能指挥协调大量终端。
而Wi-FiH b k O ` p F E 6则采用了“协调+竞争”的方式。Wi-Fi5以前完全是竞争即CSMA/CA（多路访问/冲突避免），终端数量较多时，各个终端会竞争与AP通信。
这就是大家经常在万人大会上看到无线信号很Y - g强、但是无法通信的原因。
因为Wj a }i-Fi5是完全竞争机制，大量的设备竞争冲突使得传输效率急速降低。Wi-Fi 6则引入了OFDMA和TWT机制，无线AP可以协. $ D 2 y调终端的收发行为，让整网的传输更有序，最大可能地减少冲突。
能标准化后可采用ASIC芯片，Ak 2 [ h x 1 d -AU单元包括大规模有源天线和物理层功能，除了这三个单元之外还需要前传和中传连接的光纤资源，建站部署成本很高。
相比较而言，整套Wi-Fi6芯片都U T q K l是AS! A | ` p : 9 : CIC芯片，成本低于FPGA芯片。
光纤入户或者进入企业后，只需要购买整机Wi-Fi6 AP即可实现部署，成本相对基站而言非常低廉。
2.3.6 适用场景
从前面X 9 B 0 % Z B H几个小节的对比可以看出，5G的应用是面向eMBB、mMTC和uRLLC场景的，以室外为主。
Wi-Fi6的应用可以在eMBB和mMTC场景作为5G的补( 6 f 6 N @ { ;充，主要以室内为主。
三、 总结
对比项目
5G
Wi-Fi6
理论速率
64T64R：20Gbps
8T8R：9.6Gbps
调制/带宽
256QAM/100MHz（sub 6GHQ - c YZ）
256QAM/400MHz（毫米波）
1024QAM/160MHZ
单设备{ 9 F L $ D t覆盖
5000~10000m2（室内）
公里级别覆盖范围（室外）
500~1000m2
（室内）
室内单用户体验A L i #
100Mbps~1Gbps
可大于1Gbps
物联网大连接
100K连y | @ F G + 2 q P接数/站点、广域覆盖、超低功耗
74个设备同一符号时间内在线接入/AP，局域覆盖（室内）
调度及协调
基站协调（OFDMA+NOMA）
协调（OFDMA+TWT）+竞争
工作频段
授权频T y x T E段
免授权频段
建站成本
高
低
适用场景
以室外为主，面向eMBB、! h 2 j { . l 7mMTC和uRLLC场景
以室内为主，在eMW m e 8 S *BB和mMTC场景作为5G的补充
基于Wi-Fi和蜂窝网络这两种技术的终端，其存量数量和新增数量基本上可达到每人一个，这个数量决定了在未来很长的一段时间内，这些终端仍= 7 [ L然会广泛存在于大众的生活中。
目前，二者都已经发展到五到六代，技术非常成熟。未来，两种6 a ~ M z技术可能在特定场景会存在互补替代关系，但仍将长期共存。
来源：软硬结合部，侵u ( m V %权烦请联系删文。