高通为中国带来的Wi-Fi SON，会是智能家居的曙光吗？

      物联网时代的到来，使得众多网络标准/协议看准时机纷纷入局，并试图打破当下“WiFi+蜂窝网络”的传统家庭网络格局。

      作为在互联网时代和移动互联网时代家庭网络关键技术之一，WiFi也经历着自身的蜕变更新，不断寻求提速、增效，其中，Wi-Fi SON（自组织网络）作为能够实现更多自主功能的WiFi网络，早在2016年CES展会上，高通子公司高通创锐讯就已经推出Wi-Fi SON解决方案。

      9月21日，在“Qualcomm消费类物联网、音频及Wi-Fi技术媒体沟通会”上，高通公司公布了其在Wi-Fi SON上的最新进展及未来布局规划。

      WiFi未能解决的联网痛点

      互联网时代，对于网络技术最大的挑战是如何将终端设备连接到互联网；物联网时代，随着智能终端的剧增，数据吞吐量以指数形式上升，设备联网后，网络的稳定性和资源分配成为一个令设备厂商和网络运营商头痛的事情。

      设备的不断涌现，带来了设备联网的巨大需求。以普通用户为例，笔记本、智能手机，以及现在的智能电视、智能音箱都需要连接到网络。据GSMA在2015年的市场调研报告预测，到2017年，一个典型的四口之家将拥有24个联网终端，2022年将会增长到50个。就目前来看，普通四口之家的联网终端远超过24个。

      针对中国用户对WiFi路由器使用情况，高通公司2016年WiFi路由器消费者调研结果显示，有近60%的用户对家庭路由器的能力并不满足。其中有三个问题最为凸显：

• 1.WiFi覆盖问题。54%参与调研的用户认为，WiFi覆盖范围不够，家庭中的多个房间无法实现全部覆盖；
• 2.WiFi高峰使用性能差。60%参与调研的用户认为，高峰使用时间（17点-23点）网络连接性能较差，即网络拥挤和网络互相干扰问题严重；
• 3.终端连接数量有限。38%参与调研的用户认为，终端连接数量有限，难以增加新的联网终端。

      与此同时，对于不同的联网设备，用户首要需求也有所不同。例如，现在智能灯泡的数据吞吐量很低，但对于时延要求很高，当你通过智能助手开灯时，你更希望灯泡马上亮起来；对于现在4K/8K清晰度的智能电视，其对网络数据吞吐量要求很高，同时还要求时延比较稳定，以保证视频流畅播放。

      因此，如何让这些对网络要求不同的终端设备协同工作也成为当下面临的一大问题。

      实现无缝联网体验的四项技术指标

      针对当下家庭中智能设备联网痛点，要实现无缝联网体验并驱动智能家居发展，高通公司产品管理副总裁Gopi Sirineni 认为，应该考虑以下四个方面：

• 1.连接。在智能家居中，不是所有智能终端都会使用同一种联网技术，不管是Wi-Fi、蓝牙，还是蜂窝网络。实际情况是，不同的终端会使用不同的联网技术，而厂商应该考虑如何支持这些技术的共存和交互；
• 2.智能感知。在智能家居领域，智能感知平台非常重要。通过机器学习了解用户在家庭使用环境中的使用特性、习惯和需求，其中会用到视频分析（计算机视觉）、射频识别、智能频谱规划等技术；
• 3.交互。交互能力决定了用户易用性，智能家庭终端需要在技术上贴近年轻人的需求，同时也要保证老人、儿童可以使用，所以这些终端需要具备更好的语音、动作、触控等多种交互能力；
• 4.安全。包括智能终端本身的安全性和网络及云端的安全性。家中所有终端设备联网后，网络本身要具备安全性；同时，智能终端本身也要具备安全防护能力。

      Wi-Fi SON带来的性能提升

      针对越来越复杂的网络环境和联网需求，高通公司提出了Wi-Fi SON概念，并在2016年CES展会上，由其子公司高通创锐讯推出Wi-Fi SON解决方案。

      Wi-Fi SON主要特性包括：

• 1.自配置。支持即插即用部署，并可以将终端连接至最近的网络节点；
• 2.自管理。侦测使用峰值，并平衡带宽流量，提供自主性能优化；
• 3.自修复。主动侦测并修复网络节点的连接问题；
• 4.自防御。保证网络免受未授权访问侵害，识别并隔离不可行节点。

      自组网。用户在家中摆放一套3件装、4件装或6件装的Wi-Fi组网设备，其中一台可以连接到上行网络，其它几台会自动组成一个互联网络。家中的终端设备会就近连接一个特定的网络节点。而且，Wi-Fi SON面向城市中心地带，可以让高密度居住环境中的用户受益。

其中在就近联网时，一方面会考虑信号的强度；另外一方面也会考虑在受到环境干扰时，哪一个网络节点能够提供最好的带宽。

      自管理。用户体验会得到优化。设备终端会自动检测2.4GHz和5GHz的信号强度、频宽占用等指标，权衡接入到2.4GHz或5GHz的最优选择。当你距离路由器较近，5GHz频段的网络吞吐量会比较大，终端设备会自动连接5GHz频段；当你距离路由器较远，5GHz频段质量变差，终端设备会自动切换到2.4GHz频段上，从而提高用户体验。

      自修复。按照传统方式在家中接入一个路由器，路由器如果损坏，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Wi-Fi SON网络解决方案，如果某一节点出现故障，使用数据流将会自动连接到其它节点，增强了网络的鲁棒性、抗干扰和抗破坏能力。

      自防御。例如家中安装的摄像头通常只在特定的时间或者侦测到家中有移动目标时才工作。在Wi-Fi SON网络中，摄像头的工作情况与正常使用情况的规律有所不同：系统发现摄像头在不该开启时段启动时，或摄像头抓取的数据与日常使用数据有所不同时，Wi-Fi SON自修复功能会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，甚至将该终端隔离，从而起到保护作用。

      网络利用率&网络干扰

      国内的家庭网络部署场景中，光纤接入仍占很高比例，其中，路由器会放在家中一角，例如门口或楼道。这造成网络实际家庭覆盖面积只为居住环境的1/4，另外3/4不仅没能为用户提供网络服务，还会对周边用户造成网络信号干扰。这也是网络使用的峰值时间点，用户体验变差的原因。

      在这方面，Wi-Fi SON组网方案会优于上述组网方式。当家中有多个网络接入点（AP）时，可以根据网络干扰情况、网络用户使用需求情况，把家庭网络的覆盖重点转移到家庭中心节点，或者干扰比较小的节点位置。这样既解决了在家庭内部的网络覆盖问题，也减少了网络干扰。

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，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，甚至提高整个楼宇中所有用户体验。

      另外，Gopi Sirineni 告诉编辑，由于现在各种网络协议各有特点，短期内仍会一直以多元化的局面持续下去。Wi-Fi SON在网络节点上也会支持蓝牙、Zigbee等其他协议的接入。在设备终端，由于其联网模块只需要以一种协议接入网络，因而其实设备的联网模块无需集成多种协议。

      智能语音能力的扩展

      Wi-Fi SON在解决了网络覆盖问题后，集成了更多智能语音控制的能力：

• 1.语音生物识别。高通的Wi-Fi SON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，根据指令发出对象的不同身份进行不同的操作；
• 2.唤醒词识别。不仅可以节能，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；
• 3.语音打断。通过配置基于6到8个麦克风回音消除和噪声抑制的远场语音技术，可以实现即使智能音箱或其他终端正在播放音乐且音量很高，系统依然可以识别用户说出的关键词或发布的指令，并进行交互；
• 4.来源追踪。例如用户在家中某个房间听音乐时，当走到另一个房间时，高通公司的Wi-Fi SON解决方案能够在该网络覆盖时，通过射频信号的侦测，发现用户已经从家中一个位置移动到另外一个位置，并通过另一个房间的智能音箱（如果已有部署）继续播放音乐。

      从射频感应到AI感知技术

      在整合语音能力后，高通公司正在射频感应领域推动利用网状网络射频实现面向空间的AI感知技术。具体来讲，人、宠物，或其他物体在家中移动时，对环境中WiFi信号产生的扰动有所不同。从原理上来讲，可以通过射频环境的变化来感知并识别出家中的人或物。

      在未来，射频识别可能会带来全新的应用场景，包括前文提到的动作侦测、位置跟随、远程监控等。

      Gopi Sirineni告诉雷锋网编辑，射频识别在个体识别时，由于不像面部识别，需要站在设备指定的识别范围内，才有更好的用户体验，另外也会有更好的隐私保护能力。

      谈到未来商用情况，Gopi Sirineni表示，家庭安防方面，会在2019年CES上有相应的产品发布；来源追踪相关应用产品预计会在2019年6月发布。

      小结

      早在2015年8月，高通旗下子公司高通创锐讯收购了其在电信领域多年的合作伙伴Ikanos，Ikanos是一家可为企业办公和网关解决方案提供高性能宽带网络半导体和软件的公司，此次收购提升了高通公司的智慧家庭网关相关能力。

      在2016年CES展会上，高通创锐讯推出Wi-Fi SON解决方案。

      2017年1月，随着Wi-Fi SON为网络带来的价值得到认可，Wi-Fi SON功能得到进一步扩展，包括支持所有有线网络、对于多跳网络拓扑的支持、支持更多的处理器架构。

      再到现在的智能语音功能的扩展，未来的空间AI感知能力的布局。

      由此看来，Wi-Fi SON已然成为高通公司针对智能家居，乃至物联网领域的重点“培养对象”。

      从发展势头上来看，目前已有60%的美国家庭把家里的WiFi网络从普通的单节点转换成网状网络的方式。相对而言，在中国，虽然目前网状网络的方式没有非常大的接入率，Gopi Sirineni认为，其实有很大的需求量。

      由于现在网络协议众多，国内用户有更多的选择，同时，Wi-Fi SON也会是一个不错的选择，但是高通的Wi-Fi SON能在竞争激烈的中国市场的网络大局中拿下多少份额，还是难以预测。

      更何况，前文也已提到，这样的网络部署需要更多的设备（3件装、6件装等），也意味着更高的价格。

      不过Gopi Sirineni也表示，中国的市场需求量是很大的，一旦能够推广开来，之后套装的价格会很快降下来，从而普及到普通用户可接受范围内。

其实，成本并不是我们最担心的部分，我们最担心的还是中国用户对Wi-Fi SON的认知。

      物联网究竟何时能来（普及）？在它到来之前，我们谁都不知道那个时间节点，所有的推断都是臆测。但是走在这条路上，总会有新技术的突破带来一大步的跨越，Wi-Fi SON会是一大步吗？

高通为中国带来的Wi-Fi SON，会是智能家居的曙光吗？