利用VIVE 802．11ac Wi－Fi解决方案实现弹性数据传输

作者：杨荣亮，资深工程师经理，高通创锐讯公司

802.11ac Wi-Fi市场目前正呈现高速发展态势。来自ABI Research的数据显示，2013年全球消费级接入市场8%、企业级接入市场6%的份额来自该标准。“2013年消费级Wi-Fi设备出货量中，虽然802.11n设备仍然占据了最大的市场份额，但我们预测从2014年开始，802.11n的出货量将开始下滑，取而代之的是802.11ac设备的快速增长，并有望在2014年底达到消费级Wi-Fi设备市场总量的45%。”ABI公司行业分析师Khin Sandi Lynn说。

为了使移动通讯、计算机、消费电子、以及家庭和企业网络等领域的终端客户能够通过端到端连接获得802.11ac的实际好处，美国高通公司全资子公司高通创锐讯（Qualcomm Atheros）宣布将以VIVE 802.11ac （11ac） Wi-Fi解决方案系列大力推动802.11ac的发展。同时，高通创锐讯还将通过信道应变力（Channel Agility）技术、StreamBoost技术将802.11ac家用路由器提升到更高层次，并以智能方式识别、分类和管理家庭中日益增长的多媒体应用流，动态分配每个应用流所需的带宽和速度，以确保最佳的用户体验。

VIVE 802.11ac Wi-Fi生态系统包括移动1x1 802.11ac Wi-Fi/蓝牙/FM Combo芯片WCN3680，将与高通骁龙（Snapdragon） 200/400/600/800处理器集成；面向计算设备、消费电子的单流、双流和三流802.11ac解决方案，可以实现最高达1.3Gbps的无线传输速率；以及为家用和企业网络接入设备推出的双流和三流双频802.11ac Wi-Fi的PCIe单芯片无线电系统。这些新芯片实现了1.3Gbps的无线数据速率，面向下一代双频同步（DBDC）无线接入点、路由器和网关。

信道应变力实现弹性数据传输

802.11ac是一种演进技术，使得在无线网络中实现千兆位性能成为现实。11ac性能约比11n 高三倍（每条信息流）：单流11n客户端能够提供150 Mbps的物理层速率，相比之下，单流11ac客户端则可以提供433 Mbps的物理层速率（实际吞吐量接近300 Mbps）。目前，在2.4GHz频段中工作的Wi-Fi设备数量已超过10亿，最终采用5GHz频段实现带宽密集型和时延敏感型应用已成为业界共识。

但802.11ac标准在提高吞吐量、改善距离、提高效率的同时，也带来了新挑战，例如：

• 转向80MHz信道并同时提升速度，将要求能够生成和测试更宽的波形；

• 256QAM改善了频谱效率，但也意味着更灵敏的电路板设计，以适应较低的噪声容限；

• 多用户MIMO在帮助提高系统效率的同时，也要求复杂的工作，确保接入点和客户端之间正确通信。

VIVE 802.11ac网络平台可提供1x1、2x2和3x3选项，最高可分别提供433Mbps、866 Mbps与1.3 Gbps的数据传输速率。为发挥最大的无线性能，特别是在具有挑战性的拥挤环境中，高通创锐讯以逐个封包为基础（Per-packet basis）提供优异的信道应变力，同时支持动态带宽分配。这样可使以VIVE技术为基础的路由器，依据可用带宽和连接客户端设备的容量，在20、40或80MHz信道上弹性传输数据，结果将可在有效范围内提供高吞吐量，即使是在企业和热点等高密度的部署环境中也是一样。

F1：具备信道应变力的高通VIVE 802.11ac方案

在实际应用场景中，例如当隔壁邻居也正在使用Wi-Fi下载文件、观赏影片时，常常会因为信道冲突，导致双方传输速率出现明显下降。具备信道应变力的高通VIVE 802.11ac方案此时就会自动切换信道进行避让，并主动寻找有效信道继续提供高传输速率。而反观竞争对手，由于不具备上述功能，其数据传输将被限制在狭窄信道内，从而大幅影响性能。

动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Selection）对提高吞吐量而言是至关重要的。相比传统基于软件的带宽分配方案，以逐个封包为基础的硬件方案将更为灵活有效，因为它能依据需要实时侦听并捕捉未被占用的信道。相比之下，尽管软件方案能够为每一个信道提供传输速率和封包长度，但它缺乏即时反应的灵活性。也就是说，如果80MHz信道的一部分遭遇拥堵，封包数据将被锁定在另一部分的可用信道内传输，即便后来80MHz信道全部空闲，但封包也长时间被锁定在原先的部分信道中。

还是让我们用实测数据来看一看，信道应变力技术是如何确保网络在遇到干扰情况下依然呈现完美性能的吧。左图中，当遭遇OBSS干扰时，设备传输速率始终维持在120-150Mbps左右，直至OBSS干扰消失才反弹至300Mbps；而在右图中，具备信道应变力技术的设备在遭遇OBSS干扰10秒后就迅速升至300-330Mbps速率，且在剩余时间内完全不受影响。

 
F2：信道应变力技术确保网络在遇到干扰情况下依然呈现完美性能

StreamBoost实现带宽自动分配

连接家用电器和高清视频需要更好控制带宽和数据流，可以通过更智能的技术实现。在所有连接的设备之间有效地分配带宽，是提供优化性能的最好方案。高通的StreamBoost可以识别网络上的所有设备和应用程序，能提供给每个应用程序正常运行所需的带宽。为避免一个应用程序占用所有的网络带宽，StreamBoost可以让所有的连接保持最佳状态。

StreamBoost支持的路由器可以根据目前的流量智能控制数据流。如StreamBoost可以给802.11ac网络上的高清视频流、视频会议、在线游戏分配更多的带宽，为用户提供流畅无延迟的体验。StreamBoost可以限制分配给对延迟不敏感的工作量的带宽，如网页浏览或文件分享，保证让用户在802.11ac网络上的玩游戏，开视频会议等获得良好的体验。

另外，StreamBoost为用户和在家庭网络上的大多数运行的应用程序自动设置最佳的带宽分配原则。服务质量（QoS）简单控制着连接端口，离散的数据流和MAC地址优先顺序，StreamBoost可以实时提供智能和灵活的应用程序数据流量控制。

QoS鉴于其端口优先顺序的原则， 其带宽管理不是十分有效。用户可以将视频会议设置为最高的优先顺序，路由器将它的端口排在其他应用程序之前。这样QoS只有在用户有一个或两个程序应用时，才能有效作用。不过当用户将高带宽的端口切换到浏览网页时，具备QoS功能的路由器无法区分其中的差别， 还会分配更多的带宽用于网页浏览，从而造成其他新增的应用程序无法得到所需的带宽。

重要的是尽管StreamBoost能够智能监测和控制数据带宽，但应用程序的内容却无法监测到。StreamBoost只是简单地按内置的算法比较常用应用程序的模式，迅速切换到优化管理策略，并且丝毫不会危及数据的安全性。

实际上，深层的数据和数据包分析需要大量的处理能力，会加剧数据延迟，更不用提及对隐私权形成侵害。StreamBoost不会去识别数据包的具体内容，只是利用特殊的数据串流分析算法，将所有应用程序的带宽优化。StreamBoost引擎会与路由器记忆的实时数据对比，来判断应用程序。如Youtube上的视频有不同的画面等级，有720p或1080p的，他们有不同的数据模式。Skype通话和在线游戏也是如此。StreamBoost算法识别应用程序数据并自动分配优先顺序，优化802.11ac网络。此优化等级也会显示在用户界面上。

巨幅数据流量增长在给人类带来无穷乐趣的同时，也为现有网络基础设施带来巨大挑战。当从合作伙伴那里得知他们正为迎接2020年“1000倍数据流量挑战”而努力工作时，我们深感责任重大。作为无线领域的领导厂商，高通愿凭借令人信服的技术、市场领先的产品、以及开创性的创新思维，引领整个行业去迎接这场“千倍挑战”。