科普｜公司的Wi-Fi，为什么这么慢？

大家在公司上班，经常会使用到Wi-Fi。

最近这几年，随着时代的发展，高清视频会议等大带宽网络应用越来越普遍。而公司的网络，却非常不给力，频繁卡顿，严重影响使用体验。哪怕IT的同事已经把网络优化得很好了，也搞不定。

这是为什么呢？公司的Wi-Fi，到底有什么“苦衷”？

█Wi-Fi速率为什么这么慢？

Wi-Fi速度慢，其实说白了，就两种原因：

一是北向的出口带宽小。水管细，速度当然慢。

二是南向的无线信号覆盖差。这既有可能是Wi-Fi自身的问题，也有可能是外部环境的问题，例如距离远、障碍物多，或者干扰多。

Wi-Fi AP（Access Point，接入点）到终端的这段无线传输部分，我们通常称之为空口（空中接口）。

很多人遇到Wi-Fi速度慢，都会首先抱怨Wi-Fi提供方的网络带宽小。但实际上，无线信号的干扰，很可能才是真正的问题源头。

大家都知道，无线通信需要占用无线电磁波频段。Wi-Fi采用的是ISM（Industrial Scientific Medical，工业、科学、医疗）频段，也就是俗称的免费频段，频率范围是2.4GHz和5GHz（国外也有6GHz频段，但国内未开放，本文不做讨论）。

这些频段被划分为一个个信道，供终端（例如手机）与AP通信使用。

信道的频率宽度（频宽），分为20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、320MHz（国内没有）。

黄色代表国内使用

频宽越大，能够实现的网络连接速率就越高（相当于车道变宽了）。但是，总频宽（授权频谱范围）是不变的，如果采用大频宽，那么信道数（车道数）就会变少。

2.4G频段，共有14个信道（我国使用了1-13信道），每个信道频宽22MHz（含2MHz强制隔离频带），每个信道间隔5MHz（13和14信道的间隔12MHz）。

2.4G频段的信道

2.4G频段的衰减小，传输距离更远。但是频宽较窄，能实现的连接速率较低。

它的最主要问题在于干扰太大。虽然它有13个信道，但不重叠的信道实际上只有3个（信道1/6/11）。现在，除了少数物联网设备（对网速要求不高）之外，大部分手机、电脑、电视等有高速连接需求的终端，都不会用它。

5G频段，大家现在用的最多。它被划分24个不重叠的信道。我国使用信道编号为36—64和149—165信道，共计13个信道。

5G频段的信道

5G频段的频宽较大，能够实现更高的速率。而且，使用这个频段的设备比较少，干扰小，网络稳定。不过，5GHz频段衰减较大，覆盖距离相对2.4G频段更短。

那么，使用5G频段进行组网，会遇到什么问题呢？

如果是小办公室，没什么好说的，直接买一个路由器，选一个较大的信号频宽（一般是80MHz或160MHz），能够兼顾速率和覆盖，也没什么干扰。

但是，如果是大办公区，需要部署很多AP，就出现问题了——

AP间的部署间距，通常在10~12米范围。如果采用20MHz的频宽进行组网，会有较多的信道，干扰也比较少。但20MHz频宽太小，单用户实现的网络连接速率低，视频会议没办法看超高清的，也容易卡顿。

如果将频宽设置为40MHz，虽然单用户的理论速率得以提升，但可用信道数变少了，频谱干扰变严重了。

对大多数国家或者区域来说，如果采用40MHz频宽，就只有6个可用信道。根据测试，在40MHz组网下，受同频干扰的影响，整网性能会下降30%。

如果设置为80MHz（AP间距按12米部署），大多数国家或者区域只有3个可用信道，干扰更加严重。

事实上，80MHz组网的容量逻辑上是40MHz组网的2倍，但由于干扰问题的影响，80MHz组网的实际性能甚至还不如40MHz组网。

正因为如此，现在很多企业客户在部署Wi-Fi时，仍然会选择小频宽（20MHz），牺牲速率，增加信道，控制干扰，保障性能。

这就是为什么大家在公司总觉得Wi-Fi速度慢的主要原因。同频干扰，就是元凶。

█多AP组网，如何降低干扰带来的影响？

那么，同频干扰的问题，是不是无解呢？公司办公区的高密度组网，真的一点办法也没有吗？

当然不是。

前段时间，我看到华为提出了一个非常独特的解决方案，专门针对刚才提到的Wi-Fi高密度组网困境。这个方案，叫做：智频倍速iCSSR（Intelligent Coordinated Scheduling and Spatial Reuse，智能融合调度和空间复用）。

智频倍速iCSSR主要包括了两个关键技术——AP协同和智能天线。

●AP协同

我们先看看AP协同。

AP协同是一个多AP之间进行“组队协作”的技术，包括这么几个步骤：

第一步：选出同频AP组

几个AP之间，互相共享RSSI（Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示）、流量负载等信息，从而选出协同调度的AP组（最多支持5个同频AP为一组），并且确认优先级。

第二步：选出内圈用户组和外圈用户组

根据用户上行的BA（Block ACK）的信号强度，确定内圈用户组和外圈用户组。

如下图所示，深色部分是内圈用户组（离AP近），外面浅色部分是外圈用户组（边缘用户，离AP远）：

第三步：进行用户组调度

内圈用户组和外圈用户组，调度方式是不一样的。

针对内圈用户组，采用的是“AP间协同并发，同时发送数据”的方式。

具体步骤是：

首先，优先抢占到信道的AP，会成为主AP。

然后，主AP通过空口发送协同调度帧，通知选定的从AP，要进行“同时调度”。

主AP会指示所有从AP进行参数调整，以避免相互造成干扰。

内圈用户组调度

这种并发传输，能够让用户获得更高的传输速率，带来更好的网络体验。

值得一提的是，AP之间的精准协同是微秒级的，反应速度非常快。

再来看外圈用户组。

针对外圈用户组，则是“AP间协同时分，分时发送数据”的方式。

主AP确定之后，同样会先发送协同调度帧，通知所有的从AP。不过，命令是要进行“分时调度”。

然后，主从AP依次对外圈用户组（边缘用户）进行时分调度，以分时的方式发送数据。

外圈用户组调度

以上就是AP协同的处理过程。

大家可以看到，AP协同让多个AP组成了一个“虚拟团队”。通过“团队”之间的密切合作，形成了相互之间一堵无形的“墙”，大幅降低了干扰，提升了无线空口的效率。这为80MHz频宽高密组网扫清了障碍，达到了速率和覆盖的新平衡。

●智能天线

再来看看智能天线技术。

华为智能天线技术有两大功能。

首先，它具备信号跟随的能力。

传统AP的天线信号波束是固定的，而智能天线的信号波束可以随着用户的移动而变化。

另一个功能，是动态变焦。

传统的AP只有一个天线波束。要么是全向天线，自身像电灯泡，信号朝四面八方发射，覆盖好但是干扰很大。要么是定向天线，信号像聚光灯的光，朝固定的方向发射，干扰小但是边缘覆盖很差。

华为的AP引入智能变焦天线技术之后，可以在全向模式和高密模式之间灵活切换。

人少的场景，用全向模式。人多的场景，用高密模式。

在高密模式下，通过引入华为自研的信号预矫正技术（DPD算法），天线波束可以根据用户分布、AP的部署间距等实际情况，逐包动态调整波束宽度，动态调整天线角度。

这不仅提高了用户的信号强度，还避免了信号“乱飞”对其它AP造成干扰。

熟悉移动通信的同学一定会想到：“这个和5G里的‘波束赋形’技术简直就是一模一样啊！”

是的，移动通信和Wi-Fi，一直都是在互相“学习”。刚才提到的AP协同，其实也参考了蜂窝移动通信的设计。而OFDMA、波束赋形、DPD算法，也都是继承了移动通信的技术。这是华为独特的优势。

█最后的话

Wi-Fi技术诞生于上世纪90年代，经过几十年的发展，已经成为我们日常生活中不可或缺的组成部分。

我们大部分人接触Wi-Fi，应该是从Wi-Fi 3（802.11g）或Wi-Fi 4（802.11n）标准开始。如今，Wi-Fi已经发展到Wi-Fi 7（802.11be），Wi-Fi 8也在研发的路上。

从无线频谱效率的角度来看，Wi-Fi已接近其性能极限，进一步提升理论速率的难度日益增加。然而，理论速率并不等同于实际体验速率。在实际应用中，解决信号干扰问题，才是提升用户体验最有效的途径。

华为提出的智频倍速iCSSR，为我们应对高密度Wi-Fi组网中的干扰问题提供了创新的解决方案。展望未来，Wi-Fi技术必将迎来更多创新，不仅让我们的网络生活更加丰富多彩，也会加速整个社会的数字化转型。