撰文 / 陳鯤（中國科學(xué)院物理研究所）

本文來自《知識就是力量》雜志

本是同根生的兩兄弟

5G指第五代無線通信技術(shù)，它可以同時連接1平方千米內(nèi)百萬個設(shè)備，低至1毫秒延遲，傳輸速度最高可達每秒千兆（10Gbps）網(wǎng)絡(luò)通信速度，在戶外交通、消費、通訊等廣泛應(yīng)用。

Wi-Fi技術(shù)從1999年開始，歷經(jīng)五代，最新的Wi-Fi6傳輸速率最高可達9.6Gbps，2秒即可下載一部2G的視頻。

5G和Wi-Fi6相互學(xué)習(xí)相互借鑒，以至于兩者的核心技術(shù)幾乎相同。它們都采用了多用戶、多輸入、多輸出技術(shù)，可在同一時間讓路由器或基站將數(shù)據(jù)發(fā)至多個移動終端，為每個客戶端建立一個獨立的“空間流”，改善網(wǎng)絡(luò)資源利用率，從而更好的滿足視頻，音頻和其他大流量應(yīng)用的需求。

數(shù)據(jù)時代的提效神器——正交頻分多址技術(shù)

兩種技術(shù)系統(tǒng)帶寬與載波對比圖，相比之下，正交頻分多址技術(shù)可大大提高利用效率

兩種技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸效率對比圖

2G時代主要的多址接入方式為TDMA，3G時代為CDMA，4G和5G時代以及Wi-Fi6則引入了正交頻分多址技術(shù)，這種技術(shù)通過將子載波分配給不同用戶，在系統(tǒng)中添加多址的方法來實現(xiàn)多用戶復(fù)用信道資源，并將最小的子信道稱為資源單位（RU），每個RU含26個子載波。而在過去數(shù)據(jù)傳輸大多采用正交頻分復(fù)用技術(shù)。

我們用卡車?yán)泚硇稳菡活l分多址技術(shù)。以前按訂單發(fā)貨，來一單發(fā)一趟車，經(jīng)常車子不滿就發(fā)，空載率很高。正交頻分多址技術(shù)則是一種更高效的數(shù)據(jù)傳輸模式，通過在卡車中添加多址的方法，把多個訂單放到一輛卡車上，極大提高了運輸效率。

5G與Wi-Fi6的主戰(zhàn)場

5G與Wi-Fi6主要在兩個方面作戰(zhàn)：無線電信號編碼和資源調(diào)度。

它們采用相同的策略把用戶和數(shù)據(jù)壓縮到相對應(yīng)的本方使用的頻率中。使每個基站和路由器都能同時與更多設(shè)備通信。然而兩者的天賦決定了他們在應(yīng)用場景、頻譜獲取、獲得成本和終端普及上存在差異。

Wi-Fi是短距離的無線技術(shù)，更適合室內(nèi)覆蓋

應(yīng)用場景：由于自身頻率的限制，Wi-Fi是短距離的無線技術(shù)，更適合室內(nèi)覆蓋，在室外信號很容易受到干擾。適用于企業(yè)自建園區(qū)、商場、體育館等室內(nèi)高人群密度地區(qū)的接入，以及家用物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。。因此5G強于公共網(wǎng)絡(luò)接入，智慧城市等一系列公共場所的使用。

頻譜獲取領(lǐng)域：Wi-Fi6使用的頻譜不需要許可申請和報備，買來即可享用流暢的高速低延遲體驗，而5G頻段在任何國家地區(qū)都要到機構(gòu)申報。

獲得成本：Wi-Fi6部署簡單，支持Wi-Fi6的路由器幾百元即可買到，并且Wi-Fi6的規(guī)劃不需要專業(yè)的工程師即可完成搭建。而5G 網(wǎng)絡(luò)需要嚴(yán)密的規(guī)劃，專業(yè)的規(guī)劃工程師，購買運維的成本很高。

終端普及：Wi-Fi6僅通過升級芯片或者外置插卡的方式即可接入Wi-Fi6網(wǎng)絡(luò)，而5G終端的部署需要重新設(shè)計產(chǎn)品。

在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，5G正尋求突破，有些品牌的手表已經(jīng)開始配備SIM 卡，未來家居設(shè)備也可能配備SIM卡以接入到5G網(wǎng)絡(luò)中。而Wi-Fi6則通過接入藍牙，Zigbee技術(shù)用于加強家用物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。

由于Wi-Fi技術(shù)更迭周期比5G短，在未來相當(dāng)長的一段時間里，Wi-Fi6技術(shù)會不斷更迭，與5G共存并進，相互補充，在工業(yè)生產(chǎn)、能源管理、消費、教育、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛等領(lǐng)域，為各行各業(yè)爆發(fā)出新的生產(chǎn)力。