三大新技術(shù)加持，WIFI迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇

　　Wi-Fi裝置出貨量攀新高。Wi-Fi聯(lián)盟指出，2016年802.11ac、802.11ad（WiGig）及Wi-Fi Location等三大新技術(shù)，皆將有顯著進(jìn)展，可望為Wi-Fi市場(chǎng)挹注新的成長(zhǎng)動(dòng)能，讓全球Wi- Fi裝置出貨量在今年底突破一百五十億部。

　　ABI Research研究總監(jiān)Phil Solis表示，隨著Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證計(jì)劃不斷擴(kuò)大，Wi-Fi市場(chǎng)也持續(xù)增長(zhǎng)。至今已有多達(dá)一百二十億部Wi-Fi產(chǎn)品出貨，2016年預(yù)期將再增加三十億部，而可在2.4GHz和5GHz頻段運(yùn)作的雙頻裝置出貨量也將較去年增加，整體Wi-Fi市場(chǎng)成長(zhǎng)力道依舊不減。

　　因應(yīng)Wi-Fi技術(shù)已被廣泛采用，Wi-Fi聯(lián)盟已擬定好今年的技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖，包括將增加Wi-Fi效能和網(wǎng)絡(luò)容量，以及提供符合各種應(yīng)用和市場(chǎng)多元連接需求的獨(dú)特能力。

　　WiGig（802.11ad）

　　在Wi-Fi聯(lián)盟公布的2016年技術(shù)藍(lán)圖中，WiGig（802.11ad）即是一大發(fā)展重點(diǎn)。該聯(lián)盟指出，2016年WiGig市場(chǎng)將顯著成長(zhǎng)，該技術(shù)將可與802.11ac技術(shù)互補(bǔ)，為室內(nèi)連接帶來(lái)多重Gigabit（Multi-Gigabit）的傳輸效能，促成如超高解析度（4K UHD）影像多重/同步串流等應(yīng)用。未來(lái)，可支援2.4GHz、5GHz及60GHz的三頻裝置將提供最佳Wi-Fi效能，滿足愈來(lái)愈嚴(yán)苛的使用情境。

圖一

　　在這里，我們來(lái)詳細(xì)介紹一下WiGig。

　　首先我們要了解一下關(guān)于IEEE 802.11的概念。IEEE 802.11是現(xiàn)今無(wú)線局域網(wǎng)通用的標(biāo)準(zhǔn)，它是由國(guó)際電機(jī)電子工程學(xué)會(huì)（IEEE）所定義的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)。其中定義了媒體訪問(wèn)控制層（MAC層）和物理層。

　　物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種擴(kuò)頻作調(diào)制方式和一種紅外線傳輸?shù)姆绞剑倲?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為2Mbit/s。兩個(gè)設(shè)備可以自行構(gòu)建臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)，也可以在基站（Base Station， BS）或者接入點(diǎn)（Access Point，AP）的協(xié)調(diào)下通信。為了在不同的通訊環(huán)境下獲取良好的通訊質(zhì)量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）硬件溝通方式。

　　后來(lái)補(bǔ)充了兩個(gè)版本，802.11a和802.11b。前者定義了一個(gè)在5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mbit/s的物理層，后者則定義了一個(gè)在2.4GHz的ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)11Mbit/s的物理層。

　　802.11ad，也就是無(wú)線千兆聯(lián)盟（英語(yǔ)：Wireless Gigabit Alliance，縮寫(xiě)為WiGig），是一個(gè)致力于推動(dòng)在無(wú)執(zhí)照的60 GHz頻帶上，進(jìn)行數(shù)千兆位元（multi-gigabit）速度的無(wú)線裝置資料傳輸技術(shù)。

　　802.11ad主要用于實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部無(wú)線高清音視頻信號(hào)的傳輸，為家庭多媒體應(yīng)用帶來(lái)更完備的高清視頻解決方案。802.11ad拋棄了擁擠的2.4GHz和5GHz頻段，而是使用高頻載波的60GHz頻譜。由于60GHz頻譜在大多數(shù)國(guó)家有大段的頻率可供使用，因此802.11ad可以在MIMO技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)多信道的同時(shí)傳輸，而每個(gè)信道的傳輸帶寬都將超過(guò)1Gbps。據(jù)

　　了解802.11ad的載頻60GHz，速度是7Gbps。同時(shí)，802.11ad也面臨技術(shù)上的限制。

　　比如：60GHz載波的繞射能力很差，而且在空氣中信號(hào)衰減很厲害，其傳輸距離、信號(hào)覆蓋范圍都大受到影響，這使得它的有效連接只能局限在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。

　　在理想的狀態(tài)下，802.11ad最適合被用來(lái)作為房間內(nèi)各個(gè)設(shè)備之間高速無(wú)線傳輸?shù)耐ǖ?。在整?02.11s和802.11z的基礎(chǔ)上，802.11ad完全可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的文件傳輸和數(shù)據(jù)同步，速度將比第二代藍(lán)牙技術(shù)快1000倍以上。當(dāng)然，802.11ad最主要的用途還是用來(lái)實(shí)現(xiàn)高清信號(hào)的傳輸。

　　802.11ad（60 GHz Wi-Fi）的技術(shù)特點(diǎn)

　　WiGig技術(shù)使用60 GHz頻段，與2.4 GHz和5 GHz兩種頻段相比，60 GHz頻段有更多頻譜可供使用，從而通過(guò)使用低功率調(diào)制方案有更寬的信道來(lái)支持高達(dá)7 Gbps的更快數(shù)據(jù)傳輸速率，因此非常適合室內(nèi)連接，以支持具有苛刻要求的包括視頻在內(nèi)的多媒體應(yīng)用。

　　WiGig/IEEE 802.11ad規(guī)范的主要特點(diǎn)包括：最大限度地提高性能；將實(shí)施的復(fù)雜度與成本降至最??；與現(xiàn)有Wi-Fi技術(shù)相協(xié)調(diào)；提供先進(jìn)的安全保護(hù)。

　　這些主要功能包括：

　　1）支持高達(dá)7 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率；

　　2）獨(dú)特的設(shè)計(jì)支持諸如手機(jī)等低功耗手持設(shè)備以及諸如電腦等高性能設(shè)備，還采用了先進(jìn)的電源管理技術(shù)；

　　3）設(shè)備能夠透明地切換于在任意頻段（包括2.4 GHz、5 GHz和60 GHz）上運(yùn)行的802.11網(wǎng)絡(luò)之間；

　　4）支持波束賦形，可最大限度地提高信號(hào)強(qiáng)度，并可在10米之外的距離實(shí)現(xiàn)良好通信；

　　5）使用AES加密算法中的Galois/Counter Mode來(lái)進(jìn)行安全保護(hù)；

　　6）支持HDMI、DisplayPort、USB和PCIe的高性能無(wú)線實(shí)施。

　　802.11ad（60 GHz Wi-Fi）的物理層

　　1）頻譜與信道

　　60 GHz頻段無(wú)需獲得授權(quán)，并被廣泛使用。如圖2所示，在60GHz頻段內(nèi)，不同國(guó)家可用的頻譜有所差異：

　　圖2 各國(guó)在60GHz頻段的可用頻譜

　　60 GHz頻段的頻譜資源比2.4 GHz和5 GHz頻段要豐富得多——通常為7 ~8GHz頻寬。與，60GHz頻段也被劃分為多條信道——802.11ad規(guī)范定義了四條信道，每條信道寬度為2.16 GHz。

　　2）調(diào)制與編碼

　　802.11ad規(guī)范支持兩種類(lèi)型的調(diào)制和編碼方案：

　　1）OFDM。允許的最大傳輸速度高達(dá)7 Gbps；

　　2）單載波。功耗較低，因此更適合于小型低功耗手持設(shè)備。單載波方案支持的傳輸速度最高為4.6 Gbps。

　　這兩種調(diào)制方案具備一些共同的要素（比如前導(dǎo)碼和信道編碼等），這就降低了實(shí)施的復(fù)雜度。

　　據(jù)悉，在將來(lái)，所有的WiGig CERTIFIED設(shè)備都必須支持單載波調(diào)制，某些設(shè)備還必須支持OFDM。

　　IEEE 802.11ad（60 GHz Wi-Fi）的MAC層

　　IEEE 802.11ad規(guī)范的MAC層的新功能能夠支持先進(jìn)的使用模式，促進(jìn)與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)整合，可降低功耗，并可提供強(qiáng)大的安全保護(hù)。

　　1）MAC架構(gòu)

　　如圖3所示，IEEE 802.11ad規(guī)范定義了一個(gè)新的MAC架構(gòu)，使得兩個(gè)設(shè)備能夠彼此間直接通信，從而開(kāi)發(fā)出一些新的功能（如快速同步兩臺(tái)設(shè)備，以及向投影儀或電視機(jī)發(fā)送音視頻數(shù)據(jù)等）。此外，IEEE 802.11ad規(guī)范還支持現(xiàn)行的802.11網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　圖3 IEEE 802.11ad規(guī)范的MAC架構(gòu)

　　2）用戶體驗(yàn)提升技術(shù)

　　從圖2可見(jiàn)，IEEE 802.11ad的MAC實(shí)現(xiàn)了在60 GHz頻段連接不可用的情況下向2.4 GHz或5 GHz Wi-Fi的無(wú)縫回退，從而可極大提升用戶體驗(yàn)（比如，在設(shè)備從60 GHz切換到頻率較低的Wi-Fi信道的情況下，使用Wi-Fi/WiGig集成設(shè)備的用戶將能夠繼續(xù)享受無(wú)中斷連接。用戶不但能夠體驗(yàn)到高性能，而且還將能夠自動(dòng)利用60 GHz頻段帶來(lái)的額外速率）。

　　3）電源管理技術(shù)

　　WiGig CERTIFIED設(shè)備將可利用一種新的預(yù)定訪問(wèn)模式來(lái)降低功耗：通過(guò)定向連接互相通信的兩臺(tái)設(shè)備可以預(yù)定它們進(jìn)行通信的時(shí)間段，在這些時(shí)間段期間，設(shè)備開(kāi)始休眠。這種先進(jìn)的功能使設(shè)備能夠更精確地根據(jù)實(shí)際流量負(fù)負(fù)荷進(jìn)行電源管理——這一點(diǎn)對(duì)于手機(jī)和其他手持式電池供電設(shè)備而言尤其重要。

　　4）安全技術(shù)

　　IEEE 802.11ad規(guī)范建立在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的強(qiáng)大安全機(jī)制之上，WiGig CERTIFIED設(shè)備的加密功能基于政府級(jí)高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES，并且可以在硬件中實(shí)施以實(shí)現(xiàn)高性能和高效率。

　　802.11ad（60 GHz Wi-Fi）的協(xié)議適配層（PAL）

　　如圖4所示，IEEE 802.11ad規(guī)范的協(xié)議適配層（PAL）允許以無(wú)線方式實(shí)施在MAC層和PHY層上直接運(yùn)行的一些標(biāo)準(zhǔn)接口：

　　圖4 IEEE 802.11ad規(guī)范的協(xié)議適配層

　　1）音頻/視頻：WiGig顯示擴(kuò)展（WDE）

　　WDE支持無(wú)線傳輸視聽(tīng)數(shù)據(jù)（如從計(jì)算機(jī)或數(shù)碼相機(jī)向電視機(jī)或投影儀傳輸電影）。這種PAL支持HDMI和DisplayPort接口以及用于保護(hù)通過(guò)這些接口傳輸?shù)臄?shù)字內(nèi)容的高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)（HDCP）方案的無(wú)線實(shí)施。它的擴(kuò)展性允許它既可以傳輸壓縮視頻，也可以傳輸非壓縮視頻。

　　2）輸入/輸出PAL：WiGig總線擴(kuò)展，WiGig SD擴(kuò)展，和WiGig串行擴(kuò)展

　　輸入/輸出PAL定義了在60 GHz頻段上廣泛使用的計(jì)算機(jī)接口的高性能無(wú)線實(shí)施。目前定義的I/O協(xié)議PAL）共有三種：WiGig總線擴(kuò)展（PCIe）、WiGig SD擴(kuò)展（安全數(shù)字I/O）、以及WiGig串行擴(kuò)展（USB）。

　　（1）WiGig 總線擴(kuò)展

　　在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，PCIe通常用于將CPU和內(nèi)存連接到可支持存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)卡和其他接口的I/O控制器。此外，它也可以用來(lái)連接到媒體和視覺(jué)處理器，以提高圖像質(zhì)量或?qū)PU進(jìn)行卸載處理。PAL的實(shí)施可支持設(shè)備之間的多吉比特?zé)o線同步，以及與存儲(chǔ)和其他高速外圍設(shè)備的連接。

　　（2）WiGig SD 擴(kuò)展

　　SD存儲(chǔ)卡被廣泛用于移動(dòng)設(shè)備，以進(jìn)行各種文件的存儲(chǔ)，如文檔，圖片，以及音視頻內(nèi)容。WiGig SD 擴(kuò)展被用于從主設(shè)備訪問(wèn)安裝在遠(yuǎn)程設(shè)備上的SD存儲(chǔ)卡，比如從筆記本電腦上訪問(wèn)智能手機(jī)上的SD存儲(chǔ)卡。WiGig SD 擴(kuò)展適合資源有限的電池供電的設(shè)備，因?yàn)槠錇榉奖愦鎯?chǔ)訪問(wèn)而優(yōu)化了實(shí)施過(guò)程，并且文件傳輸速度可達(dá)數(shù)十億位元，同時(shí)可顯著節(jié)約能耗。

　?。?）WiGig 串行擴(kuò)展

　　USB通常被用來(lái)將外圍設(shè)備和其他設(shè)備連接到主機(jī)。這種USB PAL可支持USB設(shè)備之間的無(wú)線連通，并促進(jìn)諸如USB擴(kuò)展之類(lèi)的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。WiGig串行擴(kuò)展已經(jīng)從Wi-Fi 聯(lián)盟移交到USB-IF，用作無(wú)媒介限制串行總線規(guī)范的基礎(chǔ)。

　　802.11ac

　　除了WiGig，802.11ac也將在2016年獲得大幅成長(zhǎng)，因其可提增Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)效能和網(wǎng)絡(luò)容量。802.11ac Wave 2的功能，如更寬通道和MU-MIMO，將能讓家庭、企業(yè)和服務(wù)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)達(dá)成更好的聯(lián)網(wǎng)品質(zhì)。Wi-Fi聯(lián)盟預(yù)期，802.11ac有望成為至今出貨量最高的技術(shù)版本。

　　802.11ac，俗稱(chēng)5G WiFi （5th Generation of Wi-Fi），是一個(gè)802.11無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）通訊標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)5GHz頻帶進(jìn)行通訊。理論上，它能夠提供最少1Gbps帶寬進(jìn)行多站式無(wú)線局域網(wǎng)通訊，或是最少500Mbps的單一連接傳輸帶寬。作為802.11n的繼承者。它采用并擴(kuò)展了源自802.11n的空中接口（air interface）概念，包括：更寬的RF帶寬（提升至160MHz），更多的MIMO空間流（spatial streams）（增加到 8），下行多用戶的 MIMO （最多至4個(gè)），以及高密度的調(diào)變（modulation）（達(dá)到 256QAM）。

圖六

　　下面是關(guān)于它的四個(gè)知識(shí)：

　　802.11ac沒(méi)法給你一個(gè)Gigabit 級(jí)別（千兆比特）的吞吐量

　　雖然WiFi聯(lián)盟宣布，理論上它可以達(dá)到1.3 Gbps的吞吐量，是802.11n的2倍有余。意味著網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)支持向多個(gè)設(shè)備傳輸高清品質(zhì)視頻流。 實(shí)際上你是無(wú)法看到802.11ac理論上1.3 Gbps的吞吐量的，除非你測(cè)試的地方是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室而非你的辦公室，而且要達(dá)到最高速度你需要支持3個(gè)數(shù)據(jù)流，每個(gè)數(shù)據(jù)流達(dá)到433 Mbps的吞吐量。典型的 802.11ac訪問(wèn)點(diǎn)可支持多達(dá)8個(gè)數(shù)據(jù)流，但很多客戶端設(shè)備應(yīng)該只支持一個(gè)。

　　比如內(nèi)置（博通）Broadcom BCM4335 Wi-Fi芯片的 Galaxy S4，芯片只支持一個(gè)數(shù)據(jù)流，你最多能看見(jiàn)433Mbps的速度。非官方的802.11ac設(shè)備早已經(jīng)發(fā)貨了，但是官方的第一代802.11ac設(shè)備也沒(méi)法達(dá)到哪個(gè)速度，目前CNeET/ZDNet 用NetGear R6300 WiFi路由器測(cè)試的最高速率（吞吐量）是331Mbps。

　　工作范圍

　　802.11ac支持5GHz頻段，相比之前的2.4 GHz， 5GHz頻段能夠以更廣大的空間提供更多的頻道。但是5GHz的信號(hào)范圍可能更小，這個(gè)跟它采用了“波束形成”的技術(shù)有關(guān)。以前的WiFi是對(duì)辦公室設(shè)備全方位的信號(hào)覆蓋，現(xiàn)在更強(qiáng)調(diào)直接從訪問(wèn)點(diǎn)（AP）到一個(gè)特定點(diǎn)設(shè)備的信號(hào)發(fā)送。

　　目前還沒(méi)有具體的解釋?zhuān)强刹豢梢岳斫鉃槿绻硞€(gè)802.11ac路由器只需覆蓋幾臺(tái)設(shè)備的時(shí)候，比如8臺(tái)，信號(hào)會(huì)非常好。但是人一多，你就得離AP（訪問(wèn)點(diǎn)）近點(diǎn)好？ 真這樣，這對(duì)以大型會(huì)議室的WiFi需求顯然是不理想的。

　　向下兼容

　　所有的802.11ac產(chǎn)品將向下兼容802.11n網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備（比如某某筆記本），甚至是802.11g 的老設(shè)備。不過(guò)802.11ac也不是萬(wàn)能的，比如你買(mǎi)了一個(gè)802.11ac AP配合老設(shè)備，最大速度還是被限制在老設(shè)備的最大值上。興慶現(xiàn)在許多支持802.11ac的新設(shè)備要來(lái)了，可以買(mǎi)來(lái)嘗嘗鮮。

　　信道干擾問(wèn)題

　　做WiFi網(wǎng)絡(luò)管理的人知道，2.4GHz的頻段是非常擠的，理論上你可以使用14個(gè)信道，但是實(shí)際中，為了避免干擾，你可能只會(huì)用3個(gè)或4個(gè)信道，如果哪些信道相互干擾，網(wǎng)速就會(huì)直線下降?，F(xiàn)在802.11ac頻段提高到了5GHz，又是什么樣的情況呢？

　　如下圖顯示，802.11ac提速跟信道頻率提高密不可分。802.11ac中的信道頻率將提高到80至160MHz，數(shù)據(jù)速率顯著增加，達(dá)到160MHz時(shí)，在美國(guó)這意味著最多允許5個(gè)信道。

　　
圖七

　　Wi-Fi Location

　　另外，Wi-Fi聯(lián)盟力推的Wi-Fi Location也即將在2016年問(wèn)世。Wi-Fi聯(lián)盟表示，過(guò)去10年，Wi-Fi產(chǎn)品能力已顯著擴(kuò)增，包括屏幕鏡射、無(wú)縫熱點(diǎn)授權(quán)和近接感測(cè)（Proximity Awareness）等；而Wi-Fi Location計(jì)劃將很快促成利用位置資訊的新形態(tài)應(yīng)用。在Wi-Fi Location網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，支援該技術(shù)的裝置實(shí)現(xiàn)室內(nèi)或戶外的精準(zhǔn)定位，此一能力將提供消費(fèi)者、零售商、企業(yè)和服務(wù)供應(yīng)商帶來(lái)多種益處。

　　Wi-Fi聯(lián)盟總裁暨執(zhí)行長(zhǎng)Edgar Figueroa表示，Wi-Fi成功的基礎(chǔ)是建立在一套不斷演進(jìn)的核心技術(shù)，藉由技術(shù)的持續(xù)精進(jìn)，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)容量、效能，來(lái)滿足現(xiàn)今和新興的市場(chǎng)需求，同時(shí)維持最佳的使用體驗(yàn)。

　　Wi-Fi定位技術(shù)的商業(yè)發(fā)展大約始于2002年，到2004開(kāi)始有為數(shù)眾多且較具規(guī)模的公司投入，包括Intel、Hitachi、Cisco等。

　　Wi-Fi定位技術(shù)原理與系統(tǒng)架構(gòu)

　　在Wi-Fi定位系統(tǒng)中，為了估計(jì)行動(dòng)終端裝置的位置，在定位系統(tǒng)中需要測(cè)量無(wú)線基地臺(tái)所發(fā)射的訊號(hào)強(qiáng)度，此訊號(hào)強(qiáng)度為距離的函數(shù)，在開(kāi)放的空間中此訊號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨距離以log函數(shù)式衰減。

　　Wi-Fi定位技術(shù)是以收到之無(wú)線訊號(hào)在此行動(dòng)終端上的觀察值為基礎(chǔ)。通常，在空間中某一位置的觀察值形成一種機(jī)率模型（probabilistic model），此機(jī)率模型描述了收到無(wú)線訊號(hào)的分布情形。

　　為了提供Wi-Fi定位服務(wù)，需建立空間之無(wú)線訊號(hào)分布模型，首先將空間劃分成一個(gè)個(gè)的取樣點(diǎn)，在每一取樣點(diǎn)（Sample Point）之觀察訊號(hào)的分布，基本上是趨近于其鄰近的無(wú)線訊號(hào)。為了建立每一取樣點(diǎn)這樣的機(jī)率模型，是需要從每一取樣點(diǎn)去收集無(wú)線訊號(hào)強(qiáng)度資料。

　　然而，在多數(shù)的環(huán)境里，取樣點(diǎn)的總數(shù)目很大，因此從每一取樣點(diǎn)都去收集無(wú)線訊號(hào)強(qiáng)度資料，就會(huì)變得不容易執(zhí)行。所以，一般會(huì)僅選取一些取樣點(diǎn)去執(zhí)行實(shí)際量測(cè)，然后再由模擬或?qū)W理計(jì)算來(lái)得到其它取樣點(diǎn)的訊號(hào)強(qiáng)度推估。例如，以那些實(shí)際的量測(cè)值為基礎(chǔ)，然后再來(lái)作內(nèi)插（interpolation）或外插（extrapolation）來(lái)得到其它取樣點(diǎn)的訊號(hào)強(qiáng)度推估。因此，所產(chǎn)生的訊號(hào)強(qiáng)度推估資料會(huì)與無(wú)線資料被收集的多寡和地點(diǎn)有關(guān)。

　　Wi-Fi定位系統(tǒng)通常以兩階段來(lái)處理，一為訓(xùn)練階段，另一為追蹤定位階段。訓(xùn)練階段是一離線階段，系統(tǒng)在此階段會(huì)擷取無(wú)線基地臺(tái)在各所屬區(qū)域里某些點(diǎn)的無(wú)線訊號(hào)強(qiáng)度，去收集與分析訊號(hào)的資料，以少量的取樣點(diǎn)來(lái)推估整個(gè)空間的對(duì)應(yīng)圖，亦即radio map。

　　在追蹤定位階段，行動(dòng)終端裝置利用所收到無(wú)線基地臺(tái)之訊號(hào)強(qiáng)度，與此radio map相較，然后找出最佳匹配，做為行動(dòng)終端裝置的估計(jì)位置。整體系統(tǒng)運(yùn)作方式流程如圖四所示。

　　就實(shí)測(cè)結(jié)果而言，在室內(nèi)一般穩(wěn)定的環(huán)境下，其定位準(zhǔn)確度平均可達(dá)2公尺以內(nèi)，而在室外環(huán)境，以臺(tái)北市為實(shí)測(cè)環(huán)境，其定位準(zhǔn)確度可達(dá)10～20公尺以內(nèi)。

　　Wi-Fi定位技術(shù)建置要領(lǐng)

　　在實(shí)際建置的情況下，有兩種建置型態(tài)，一為無(wú)線網(wǎng)路已布建完成之環(huán)境，另一種則是無(wú)線網(wǎng)路隨同定位系統(tǒng)一起布建之環(huán)境。在第一種情況中，由于一開(kāi)始規(guī)劃無(wú)線網(wǎng)路并非以定位需求為出發(fā)點(diǎn)，因此在導(dǎo)入定位系統(tǒng)前，應(yīng)先測(cè)試并做相當(dāng)程度的調(diào)校，才能達(dá)到預(yù)期效果。而在第二種情況下，由于無(wú)線網(wǎng)路尚未建置，且室內(nèi)外空間的環(huán)境對(duì)定位系統(tǒng)的布建具挑戰(zhàn)性，因此需事先作好完善的環(huán)境測(cè)試，以利無(wú)線網(wǎng)路布建的規(guī)劃，使得定位系統(tǒng)能夠根據(jù)個(gè)別環(huán)境的差異予以最佳化，發(fā)揮更好的定位效果。因此，不同的環(huán)境與應(yīng)用下，需采用不同策略彈性調(diào)整定位系統(tǒng)的布建。

圖八

　　在Wi-Fi定位系統(tǒng)中，由于其訊號(hào)強(qiáng)度易受不同環(huán)境之影響，其中包含溫濕度、地形、無(wú)線網(wǎng)路布建方式、室內(nèi)外等因子，而造成訊號(hào)品質(zhì)不穩(wěn)定，進(jìn)而降低定位準(zhǔn)確度。例如濕度較高的雨天環(huán)境中，由于空氣所含之水份較多，造成訊號(hào)衰減情況較為嚴(yán)重，因此產(chǎn)生定位結(jié)果飄移之狀況，降低定位效能。而在人群聚集的環(huán)境中，由于人體內(nèi)所含水份的影響，加上人群的移動(dòng)，也都會(huì)影響訊號(hào)分布的穩(wěn)定性。此外，室內(nèi)外環(huán)境變動(dòng)也會(huì)發(fā)生訊號(hào)差異，室內(nèi)變動(dòng)性較小，而室外的影響因素較多，包含：車(chē)輛的移動(dòng)、雨天晴天、地形等，皆影響著無(wú)線訊號(hào)的分布。由于不同的應(yīng)用情境對(duì)于定位效能有不同的需求，因此除了無(wú)線網(wǎng)路的布建規(guī)劃外，定位效能的調(diào)效亦顯得格外重要。以下針對(duì)可能影響整體定位系統(tǒng)效能優(yōu)劣的因素作一探討。

　　接取點(diǎn)（Access point）之影響

　　就Wi-Fi定位技術(shù)原理來(lái)說(shuō)，每個(gè)地點(diǎn)可以收到越多的訊號(hào)源，對(duì)于定位運(yùn)算會(huì)更有幫助，當(dāng)然定位結(jié)果也會(huì)更準(zhǔn)確，一般而言，若能收到3～5個(gè)以上的訊號(hào)源，就可達(dá)到不錯(cuò)的定位效果。然而，并非在所有環(huán)境下越多的訊號(hào)源，一定會(huì)有越佳的定位準(zhǔn)確度，此點(diǎn)可以由所推估的Radio Map中看出，訊號(hào)會(huì)因空間的影響而有不同的衰減程度。在定位運(yùn)算中，每一個(gè)接取點(diǎn)在同一空間中訊號(hào)分布的亂度愈高，該空間每個(gè)位置的鑒別度就愈高，進(jìn)而提升定位的準(zhǔn)確度。例如在開(kāi)闊平坦大廳中，由于阻隔物少，訊號(hào)的衰減程度小，而造成每個(gè)位置的相似性提高，將會(huì)影響定位的準(zhǔn)確度。

　　取樣點(diǎn)密度與分布

　　取樣點(diǎn)之多寡與分布在建置定位系統(tǒng)時(shí)，需要事先規(guī)劃與考量。一般來(lái)說(shuō)取樣點(diǎn)愈多，分布愈密愈廣，其定位準(zhǔn)確度愈高，但所需花費(fèi)的時(shí)間與成本也相對(duì)提升。因此應(yīng)先考量應(yīng)用情境是否要求高準(zhǔn)確度的定位結(jié)果，并調(diào)查使用環(huán)境的地形與接取點(diǎn)分布之狀況，如此方能有效規(guī)劃取樣點(diǎn)分布與密度。一般來(lái)說(shuō)，取樣點(diǎn)之密度以2～3公尺一點(diǎn)較佳。

　　空間復(fù)雜度

　　無(wú)線訊號(hào)衰減之狀況主要是看空間的復(fù)雜度而定。在開(kāi)闊空間中，相鄰兩點(diǎn)之訊號(hào)差異較小，如中庭、大廳等。反之，在一個(gè)較封閉或是隔間較為復(fù)雜的環(huán)境中，訊號(hào)差異變化較大，會(huì)有利于定位核心的運(yùn)算，但不一定會(huì)得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果?？剂康闹攸c(diǎn)在于如何創(chuàng)造出訊號(hào)的差異性，可透過(guò)無(wú)線網(wǎng)路基地臺(tái)位置的調(diào)整以及訊號(hào)發(fā)射方向的改變，增加訊號(hào)特征分布的鑒別度，以有效提升定位準(zhǔn)確度。

　　其它因素

　　在Wi-Fi定位系統(tǒng)建置上，其它考量的因素包含了行動(dòng)終端的移動(dòng)速度、無(wú)線訊號(hào)掃描的頻率、不同無(wú)線網(wǎng)卡與設(shè)備的訊號(hào)差異等因素，皆會(huì)對(duì)定位結(jié)果有所影響，因此針對(duì)特定的應(yīng)用情境，需考量這些因素的存在而加以控制。

　　2016年，各種新計(jì)劃的實(shí)施將使Wi-Fi技術(shù)得到進(jìn)一步改進(jìn)。Wi-Fi CERTIFIED™ ac更新版將提供多用戶MIMO（Multi-user MIMO）等新功能，以提高性能和網(wǎng)絡(luò)容量，從而使Wi-Fi速度超越現(xiàn)在的Gb限度。這些新功能將使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)Wi-Fi CERTIFIED ac的全部潛力，通過(guò)支持更快、可擴(kuò)展性更高的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，可幫助滿足運(yùn)營(yíng)商的需求。

　　2016年預(yù)計(jì)還將啟動(dòng)WiGig CERTIFIED™計(jì)劃，該計(jì)劃對(duì)Wi-Fi CERTIFIED ac起到了補(bǔ)充作用，將使室內(nèi)互聯(lián)具備數(shù)Gb的性能。在推出Wi-Fi HaLow™之后，Wi-Fi聯(lián)盟還將繼續(xù)推進(jìn)有關(guān)新頻段的工作，以實(shí)現(xiàn)傳送距離更長(zhǎng)和功率更低的互聯(lián)，這樣的互聯(lián)非常適合支持物聯(lián)網(wǎng)中的各種節(jié)能應(yīng)用以及其他工業(yè)應(yīng)用。為了通過(guò)豐富Wi-Fi技術(shù)以繼續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新，Wi-Fi聯(lián)盟將與世界各地的監(jiān)管部門(mén)合作，以擴(kuò)大可用于Wi-Fi技術(shù)的頻譜范圍。