WiFi6与5G技术的性能对比与应用探析

江西省九江市第一人民医院 张 朔

当前，WiFi6技术与5G技术竞相到来，并呈现出普及化趋势。对此，有必要对两种技术进行性能对比，分析各自的优缺点，为不同场景的网络建设提供科学指导。本文浅析了两种技术的网络性能，并在实测仿真的基础上，对两种技术各自的性能进行了归纳，探究了两种技术的具体应用，以期为相关研究和网络建设提供借鉴。

WiFi网络与运用商网络在当前社会均得到了广泛的应用，且呈现出一定的竞争态势。当前，WiFi6和5G技术的出现引发了对二者的分析对比，但片面的理论论述和应用分析难以指导网络建设，且会影响网络建设的科学决策。对此，有必要基于对二者技术性能的详细对比，并综合考虑各类场景下实际所需的网络建设成本、使用性能以及接入终端，对两种技术的应用进行探究。

1 性能对比

1.1 总体性能对比

对ITU提供的5G技术需求规格进行汇总，并结合802.11ax相关性能参数，可得到802.11ax与5G性能总体对比。从关键特性来看，WiFi已经满足5G技术的规划需求。尤其是对于高密度场景相应的区域，相关业务要求的性能密度，WiFi已经远超ITU对5G技术提出的要求。5G技术相对于WiFi，在移动性上具有显著优势，且在室外高速场景下的优势较为突出。

1.2 WiFi6的特性

根据技术分析，并结合WiFi6相应的特性，可知WiFi6对如下应用场景具有较强的适用性：

（1）存在大量的并发流量，特别是上行流量具有较大需求的应用场景。例如，在无线办公环境下的文件传输相关业务、家庭区域内多终端条件下的视频播放、智慧教学应用中大量的教学视频点播等。在此类应用场景下，WiFi6能良好提供实际高达6Gbps的吞吐性能，根据UHD视频大致接近20Mbps的具体传输要求以及多用户50%的实际吞吐降额计算，仍能对150个用户相应的UHD视频并发传输具体需求提供支持。

（2）对低时延传输具有较高要求的场景。例如：AR/VR传输、生产现场涉及的机器控制等。上述计算显示，WiFi6提供1ms以下的双向传输延迟。在确保较低时延的情况下，还能满足高宽带传输，并可以满足对传输AR/VR数据流相应的要求。

（3）成本和功耗较低的M2M相应的局域应用，以智能家居为主，包括智能建筑环境下的监控以及控制需求。与传统WiFi相比，WiFi6能提供高于15dB的链路附加余量，大致相当于将传输距离在室内环境中扩大了一倍。从功耗来看，相当于终端采用的传输功率更低，而保持不变的传输距离。在此应用模式下，WiFi将原本100mA的峰值耗电降低到10mA，与蓝牙具备的峰值功耗相近。另外，采用TWT技术，能增强终端的休眠效率。上述改变能增强续航能力，并降低终端成本。

1.3 接入终端分析

将CISCO VNI分析报告作为参考，M2M终端数量在未来几年将持续保持快速增长，智能TV以及智能手机将保持一定幅度的增长，而PC和非智能手机将呈现萎缩态势。工作场所以及家庭环境相应的联网设备在M2M应用中占据的份额高达70%，并以较快速度持续增长，在车联网、市政以及医疗领域，M2M应用也呈现出较快增长。

与IOT和PC终端相比，其价格相对昂贵。笔记本在未来仍以WiFi作为主要的无线接入方式，除少数广域M2M终端具有NB覆盖以及移动性相关需求外，多数M2M接入互联网的方式仍然是局域无线，例如蓝牙、WiFi以及Zighee等。

2 网络运营建设方式

5G技术在未来形成规模应用时，运营商仍然是5G公共网络的建设方。另外，5G网络将实现微基站覆盖，其运营成本和难度将出现降低。在此情况下，少数中大型企业可能会采用5G专网，并可以满足生产场所对无线连接的相关需求。对于WiFi网络来说，因为5G协议框架的设计要点包括接入异构网络，WiFi与5G网络二者间将实现更为顺畅的负载迁移。加之多家运营商重复建设网络耗费较高的成本，少数区域可能出现此类情况，即由运营商对WiFi网络进行建设，实现流量承载。

中大型企业和部分事业单位一般需要掌握数据网络相应的运营权和控制权，而通常5G公网并不提供此类服务。因此，仅能采用5G专网或者WiFi专网。

3 各类场景应用预测

根据上文分析可知，WiFi网络与5G技术在未来均将大幅度提升其性能。但对于不同应用场景，二者根据用户的具体应用需求、耗费的建设成本、不同终端类型等，形成的建设方案各不相同。

以不同场景相应的终端类型为依据，结合接入性能具体要求，并考虑覆盖、时延、移动性、运营要求以及建网成本等内容，对WiFi网络以及5G技术各自的满足度实施评估，得到如下结果：

（1）交通场景。其终端类型以移动终端为主；在性能要求上，5G网络可满足其基本需求；5G覆盖可基本实现对相关需求的满足，但是高铁仍然呈现出较低的性能预估；对时延没有明显要求；在移动性上5G可实现对相关需求的满足；对运营要求不明显；在建设/使用成本上可接受5G使用费。

（2）高密会场。其终端类型以移动终端为主；在性能要求上，在高峰时段5G网络无法满足其相关需求；5G覆盖可实现对相关需求的良好满足；转播以及部分视频对时延有要求；对移动性要求不明显；对运营要求不明显；在建设/使用成本上可接受5G使用费。

（3）企业办公。其终端类型主要包括M2M、PC以及移动终端；在性能要求上，PC数量较多，具有较大的业务量，5G难以满足其相关需求，需通过WiFi连入M2M设备；5G覆盖可实现对相关需求的良好满足；对时延有一定的要求；在移动性上，WiFi可实现对相关需求的满足；在运营要求上，网络使用者需对网络具备控制权；在建设/使用成本上具有较多终端，产生较高的5G使用费。

（4）教育。其终端类型以M2M和PC为主；PC数量较多，需通过WiFi连入M2M设备；5G覆盖可满足其相关需求；对时延有一定的要求；对移动性要求不明显；在运营要求上，网络使用者需对网络具备控制权；具有较多终端，产生较高的5G使用费。

（5）宿舍。其终端类型主要包括M2M、PC以及移动终端；需连入数量较多的PC；5G缺乏充足的覆盖；游戏业务对时延具有较高要求；对移动性要求不明显；部分网络使用者需对网络具备控制权；可接受5G使用费。

（6）家居。主要包括M2M、PC以及移动终端；5G网络难以满足其相关需求；5G缺乏充足的覆盖；M2M对时延具有一定要求；需对WiFi进行优化，才能满足相关需求；网络使用者需对网络具备控制权；具有较多的接入终端，产生较高的5G使用费。

（7）酒店。主要包括M2M、PC以及移动终端；5G网络能满足其相关需求，但PC类业务存在接入需求；5G缺乏充足的覆盖；M2M对时延有一定要求；对移动性无明显要求；网络使用者需对网络具备控制权；可接受5G使用费。

（8）医疗。主要包括M2M、移动终端；5G网络可满足其部分需求，但大量M2M设备需额外建网；5G覆盖可满足相关需求；具有较高的时延要求；需对WiFi进行优化，才能满足相关需求；网络使用者需对网络具备控制权；可接受5G使用费。

（9）生产场景。主要包括M2M、移动终端；5G网络可满足其部分需求；5G覆盖可满足其相关需求；部分业务具有较高的时延要求；需对WiFi进行优化，才能满足其相关需求；部分网络使用者需对网络具备控制权；具有较多的接入终端，产生较高的5G使用费。

（10）商业场景。主要包括M2M、移动终端；5G网络可满足其部分需求；5G覆盖可满足其相关需求；对时延要求不明显；在移动性上，5G可满足其相关需求；运营要求不明显；可接受5G使用费。

（11）室外场景。主要包括M2M、移动终端；5G网络可满足其相关需求；5G覆盖可基本满足其相关需求，无法满足部分景区；对时延要求不明显；在移动性上5G可满足其相关需求；运营要求不明显；可接受5G使用费。

对上述结果进行分析归纳可知，将不同场景的具体需求作为依据，对不同场景下各类无线流量通路的预测可知，商业中心、交通、室外，对WiFi热点数的需求并不旺盛；家居、酒店、企业办公、教学、宿舍等主要依托WiFi对无线通路进行提供；高密会场、医疗以及生产等领域，WiFi将与5G形成相互配合，增强性能的可靠性。

结语：在不同技术性能参数上，WiFi和5G各有优劣，但WiFi能以较低成本，提供对最高密度、容量接入服务，能有效改善对M2M接入以及大规模组网的需求；5G对公共区域能实现良好的热点覆盖，并增强移动性，能降低室内环境下的建网成本。对WiFi和5G而言，要充分考虑其实际应用场景，为用户提供优质的互联网接入服务。