家庭Wi-Fi网络白皮书总结
前言
在国家“互联网+”政策背景下，Wi-Fi成为家庭宽带用户刚性需求，承载着超过42%的移动数据流量和90%的平板电脑数据流量。然而，家庭Wi-Fi网络存在覆盖差、干扰多、质量不可视等问题，影响用户体验和运营商宽带品牌。运营商可通过构建以家庭网关为中心，利用多介质扩展Wi-Fi信号，实现智能覆盖和视频最佳体验的家庭Wi-Fi网络，提升运营效率。
Wi-Fi技术和原理
Wi-Fi技术基于IEEE 802.11标准，包括STA（工作站）、AP（接入热点）、无线介质和分布式系统。Wi-Fi工作原理通过DCF、PCF、HCF等协调机制发送数据，工作在2.4G和5G频段，支持不同物理层标准如802.11b、g、n、ac、ax，提供不同速率和频宽选择。空口物理速率受调制方式、编码率、空间流个数等因素影响，空口承载速率受多种因素影响，通常低于物理速率。WMM技术可改善空口效率，通过优先级队列保证语音和视频业务质量。
家庭Wi-Fi网络面临的挑战
家庭Wi-Fi网络面临管理运维难、性能问题、视频承载体验差、IPTV和上网业务无法融合等挑战。主要问题包括网关放置位置不合理、信号衰减严重、干扰多、带宽不足、缺乏快速切换技术等。视频业务对时延、丢包率要求高，而Wi-Fi网络难以满足。
家庭Wi-Fi网络的KQI和KPI
为衡量家庭Wi-Fi网络质量，定义了体验KQI和KPI指标。体验KQI指标包括网页浏览、宽带测速、在线视频、在线游戏、高速下载等，从用户视角出发，对用户感知进行分解和量化。业务KPI指标包括业务体验、连接能力、覆盖性能、吞吐性能、抗干扰性能等，用于分析影响用户感知的技术因素。网络KPI指标包括双向时延、丢包率等，直接影响业务KPI，从而间接影响体验KQI。建设下一代家庭Wi-Fi网络目标为“100M@Anywhere”，满足至少2路4K TV（30P）业务需求和100M连续覆盖。
Wi-Fi覆盖的解决方案及关键特性
构建最佳体验的家庭网络，需要以家庭网关为中心，通过多介质扩展Wi-Fi信号，实现智能覆盖和视频最佳体验。关键特性包括：
- 智能信道管理：自动调整信道和功率，保证覆盖最大化和对外干扰最小化。
- 动态抗干扰：通过CCA动态调整，提高系统对干扰的容忍度。
- 智能终端引导：Band steering、SSID steering、AP steering技术引导终端连接到合适的频段和AP。
- 智能无缝漫游：通过802.11K、802.11V、802.11R等标准实现终端在AP之间无缝切换。
- 基带波束成型：定向发送信号，提高特定接收端方向的信号功率。
- 智能天线选择：利用硬件天线的差异性，获得针对不同终端的能量指向性。
- 空口时间公平性调度：确保每个终端的相同业务相对公平地占用无线信道。
- 视频业务优先的QOS调度：通过分类器、标记器、早丢弃管理模块等保证视频业务优先发送。
- 视频优先的CAC控制和空口时间保证：提高视频业务的时间片调度权重，保证视频业务独享下行无线信道。
典型场景的家庭Wi-Fi网络部署建议
针对不同户型，提供相应的Wi-Fi网络部署方案：
- 小户型：一个双频网关即可满足需求，但需考虑STB是否使用Wi-Fi连接。
- 中等户型：一个双频网关+1-2个AP，重点覆盖客厅和卧室。
- 大户型平层：需要较多AP加强覆盖，网关放置在入户信息箱，AP分别放置在客厅、卧室和书房。
- 多层及别墅：需要多个AP覆盖不同楼层，网关放置在一楼客厅，各楼层的卧室放置AP。
建设可视可管的家庭Wi-Fi网络
构建可视可管的家庭Wi-Fi网络，包括家庭网关、基础家庭Wi-Fi网络、家庭业务网络、智慧家庭IOT网络、云化的运营管理平台和Portal部件。关键特性包括：
- AP即插即用：网关自动发现并配置新AP。
- 家庭Wi-Fi网络可视可管：设备、TOPO、状态可视，设备可管理。
- 家庭Wi-Fi远程运维：云管理平台实时收集网络信息，自动分析发现异常并启动自动处理过程。
- 家庭Wi-Fi网络的装维工具：装维APP提供工单处理、入场规划、设计部署、竣工验收等功能。
- 性能分析工具：云管理平台提供各种维度的Wi-Fi性能质量报表。
- 用户APP：用户可远程管理Wi-Fi网络，定义终端策略，进行安全管理，自助业务订购和维护。
展望
用户对业务体验的追求永无止境，更高的清晰度、更多的屏幕、更多的观看方式将推动视频流量的不断增长。移动终端的增多和智慧家庭的普及，对Wi-Fi的覆盖、速率及时延等要求将越来越高。Wi-Fi 100M的覆盖速率将成为普遍要求，未来8K和VR视频需要超100Mbps的Wi-Fi带宽支撑。
