Wi-Fi是數字時代的命脈
如果你問任何一個人，他們認為自己每天使用的最重要的技術是什么，他們很可能會說是Wi-Fi，尤其是在這個受疫情影響的世界。事實上，聯想（Lenovo）最近在全球范圍內進行的一項研究發現，擁有良好、可靠的Wi-Fi是人們所說的成功實現隨時隨地工作的最基本能力。同樣，在家里，如果Wi-Fi出現故障，即使是最狂熱的個人電腦(PC)和智能家居設備愛好者也會停止使用它們，直到連接恢復。簡而言之，Wi-Fi是數字時代的命脈。
Wi-Fi 6引入多樣增強特性，速度快效率佳
考慮到Wi-Fi標準的重要性，它在過去幾年里的快速發展和進步就不足為奇了。最新的是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，由于增加了6 GHz頻段，這兩款產品為Wi-Fi使用提供了巨大的1.2 GHz新帶寬。Wi-Fi 6中包含了許多新的增強功能，其中包括支持下行鏈路和上行鏈路的多用戶、多輸入、多輸出（Multi-User, Multiple Input, Multiple Output, MU-MIMO）和正交頻分復用多址接入（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access, OFDMA）。
Wi-Fi中MU-MIMO的增強版本增加了可在Wi-Fi網絡上同時發送和接收的信號數量以及這些信號的范圍。Wi-Fi 6中的OFDMA支持提高了信號發送的效率。這兩種技術加上其他許多技術，使得支持Wi-Fi 6的網絡更快、更可靠，并且能夠支持更多的設備，即使是在現有的2.4和5 GHz信道上。
人們對Wi-Fi 6的關注主要集中在新標準帶來的速度提升上，畢竟，誰不想擁有更快的網絡呢？然而，對于智能家居和其他沒有大帶寬需求的物聯網設備（IoT）來說，這些速度差異其實真的無關緊要，因為單純提高數據傳輸速率并不會讓連接設備運行得更好。
這是否意味著Wi-Fi 6對于物聯網類型的應用沒有用處？絕對不是。Wi-Fi 6的主要優勢在于它的頻譜效率、同時支持的設備數量增加，以及大幅提高的網絡可靠性和覆蓋范圍，而不僅只是速度。此外，Wi-Fi 6還支持一項名為目標喚醒時間(Target Wake Time, TWT)的技術，該技術允許支持該技術的設備進入超低功耗睡眠模式，從而提高能源效率。
低功耗Wi-Fi芯片和無線共存解決方案提升物聯網設計
說到這，大多數物聯網設備傾向于在2.4 GHz Wi-Fi范圍內運行，這在很大程度上是因為在這些較低頻率上發送和接收信號比在5或6 GHz等更高頻率上發射所需的功率更少。能源效率對于許多物聯網設備來說是絕對必要的，尤其是那些由電池供電的設備，并且使用較少電源的能力可以顯著提高物聯網設備的使用壽命。事實上，在智能門鎖的例子中，55微安和250微安的運行速度之差，意味著單節電池的使用壽命為3年，而不是不到一年。
然而，并非所有的Wi-Fi芯片都能在這種低功耗模式下工作。大多數Wi-Fi芯片在更高的功率水平上運行，因為它們針對個人電腦、智能手機、智能電視等設備的高帶寬要求進行了優化。有鑒于此，Silicon Labs一直在開發低功耗的Wi-Fi芯片，如RS9116系列SoC和模塊便是專門針對物聯網設備的獨特需求而設計。RS9116系列產品不僅可以在上述較低的功率水平下工作，而且還集成許多功能，可以讓開發人員更輕松地設置物聯網設備；這些設備由于尺寸較小或特定的設計要求，幾乎不提供用戶界面。對于設備制造商和設計師來說，這是一個至關重要的區別。
另一個關鍵因素是Wi-Fi與其他無線標準和行業協議（如藍牙、低功耗藍牙等）同時運行。盡管Wi-Fi很棒，但它顯然不是家庭、企業或工業物聯網環境中唯一的無線解決方案。實際上，能夠與多種無線信號和平共存是至關重要的。重要的是，這種共存不僅僅局限于物理層，還需要經過設計和優化的軟件堆棧來同時運行。為此，Silicon Labs已經擁有一系列兼容支持Wi-Fi 4的芯片，它們可與藍牙和其他協議一起工作。此外，該公司還預計推出一系列具有類似功能的Wi-Fi 6功能組件。這不僅使邏輯設計過程更容易，而且將Wi-Fi和藍牙功能集成到單個芯片中，減少了將部件安裝到設備系統中必要的物理尺寸要求。
除了支持多種物理標準外，由于Silicon Labs大量參與了新的Matter協議的開發，并且正努力提供與Matter互操作性相關的解決方案，更多信息請參見相關文章：全球芯片挑戰系列－Matter突破互通性壁壘讓智能家居更“智能”。Matter位于網絡堆棧的應用層，因此，如果沒有提前完成集成工作的話，那么設計人員則需要額外的努力在Wi-Fi解決方案的硬件和軟件層中集成與其他Matter兼容設備的連接能力。
小結
Wi-Fi顯然是現今一項不可或缺的技術，無論在個人和職業生活中使用的各種智能設備都需要此技術，它的持續發展將在未來很長一段時間內成為設備設計和用戶體驗的關鍵因素。雖然標準不斷改良以迎合更苛刻的市場需求，但是Wi-Fi解決方案并非適合所有的應用。對于物聯網設備工程師來說，專門針對他們需求的低功耗Wi-Fi芯片將是他們在考慮無線解決方案時首要考慮的重點。
