Wi-Fi网状网络如何重塑智能家居设计

Wi-Fi网状网络正在通过为用户提供对连接设备的更高级别的控制来改变家庭连接。允许智能家居用户做出明智和明智决策的无线网状网络包括无线连接节点的基础设施。

无线网状网络由三个主要组件组成：网关、中继器和端点。网关用作链接本地网状网络的回程，其中端点是无法为其他设备路由消息的终端设备。相反，中继器（又名路由器）将消息转发到机顶盒 （STB） 等终端设备。

本文将扩展目前最流行的网状网络无线设备：Wi-Fi。Wi-Fi网状网络，也称为分布式Wi-Fi网络，使用多个路由器在整个家庭中传播Wi-Fi信号。根据KBV Research的数据，到2023年，Wi-Fi网状网络市场预计将达到89亿美元。

本文的最后一部分还将深入探讨蓝牙网络如何与Wi-Fi网状网络协同工作，以补充整体智能家居连接。

Wi-Fi 网状网络挑战

具有不同速度和范围属性的多个接入点或扩展器的网状部署带来了独特的工程挑战。例如，整个家庭中网状节点之间的需求模式和距离是高度不可预测的。

反过来，这需要自我修复的网络架构，而不是未针对所有场景进行优化的僵化硬件配置。Celeleno声称，其基于CL8000系列芯片的网状节点可以在每个频段上使用默认的2x2配置进行部署。

CL8000芯片中的ElasticMIMO架构由自学习软件控制，可以通过将MIMO™配置从2.4 GHz频段的1x1重新调整为5 GHz频段的3x3来优化网络性能，反之亦然。

Celeno 的CL8000系列 Wi-Fi 6 芯片采用紧凑的 11 mm x 11 mm 封装，提供两个 Wi-Fi 6 双频收发器。这些芯片中的 ElasticMIMO 架构可实时仲裁两个收发器之间多达 8 个无线电链和多输入多输出 （MIMO） 流的分配，以优化范围和吞吐量。

这确保了强大的Wi-Fi链路，同时允许家庭网关将高带宽视频流式传输到多个机顶盒。换句话说，网状网络中的这些智能配置可以为更快的下载和优质的Wi-Fi服务打开大门。并发双频接入点和灵活的硬件架构也减少了天线数量和整体设计成本。

例如，Comtrend正在将CL8000芯片整合到其Wi-Fi 6家庭网关和网状节点解决方案中。这里值得一提的是，Wi-Fi 6，也称为802.11ax，是计划于2019年发布的新版本。

Wi-Fi 网状网络平台的配置文件

2018年，高通推出了一款网状网络平台，该平台将公司的音频编解码器硬件与微软的语音控制技术相结合，使智能家居超越室内监控和自动化功能。

高通的Aqstic音频编解码器与微软的数字助理Cortana的集成使Wi-Fi网状基础设施能够提供语音驱动的用户体验，包括智能扬声器，烟雾探测器，安全系统，智能灯泡等。

高通的AqsticWCD 9340音频芯片支持高质量的音频和语音捕获功能，这些功能是实现微软Cortana等流行语音服务所必需的。这包括多达 6 麦克风的波束成形以及回声消除和噪声抑制 （ECNS） 功能。

华硕Lyra Voice是第一个基于高通网状网络平台的语音网状网络系统。它几乎用角落到角落的无线连接覆盖了家庭，同时为用户提供了一种直观的方式来使用语音访问他们的智能设备。

然后，还有Lunera，一家旨在通过使用蓝牙外围设备和云连接为其Lunera智能灯增加网状网络覆盖范围来重新定义传统LED照明的公司。其Lunera Ambient Compute网络正在使用Qualcomm Mesh网络平台为智能照明系统创建物联网边缘网络。

与蓝牙网状网络的协同作用

上面的智能照明示例还显示了多种网状网络类型如何融合和碰撞，以提高智能家居环境中的整体连接性。例如，Wi-Fi和蓝牙网状网络之间的协同作用可以进一步推动智能家居，楼宇自动化和资产跟踪等应用。

以安森美半导体的RSL10系列蓝牙5芯片为例，该芯片支持蓝牙SIG网状网络标准，并配有USB加密狗，允许开发人员在监控和记录行为的同时扫描，连接原型并与之进行无线交互。RSL10芯片在深度睡眠模式下功耗为62.5 nW，峰值接收功率为7 mW。

在这里，值得注意的是权力悖论。一方面，智能家居设计人员必须找到最大化Wi-Fi和蓝牙信号输出功率的方法。另一方面，它们需要降低网络设备的功耗，以确保能源效率。

用于 Wi-Fi 和蓝牙网状网络的高度集成的片上系统 （SoC） 的可用性显著提高了数据速度、覆盖范围和电池寿命，同时降低了网络延迟。除了这些设计增强功能之外，智能信道管理和灵活的网状网络配置，您拥有的新一代分布式无线解决方案已准备就绪。

简而言之，流媒体Netflix，Spotify和4K视频游戏的智能家居网状网络指日可待。

审核编辑：郭婷