高通介紹Wi-Fi/音頻基礎技術：智能生活幕後英雄
物聯網是這個時代對未來科技生活最美好的設想，萬物智能且萬物互聯。想象在你下班回到家之前，空調就能自動調節到你最喜歡的溫度，披薩機能夠自動做好披薩，回到家後電視能夠接著播放手機沒看完的足球比賽，電腦能夠自動同步手機上的重要數據，智能音箱可以幫你開燈，關閉窗簾等等。這些想象在物聯網時代都是可以輕松實現的。當然，背後是技術的不斷迭代和進步，特別是往往容易被人忽視的基礎技術，值得我們關注。
9月21日，高通在北京舉辦了一場消費類物聯網、音頻及Wi-Fi技術媒體溝通會，為我們介紹了高通在消費類物聯網方面的音頻和Wi-Fi相關技術的最新研究成果和進展。提到高通，或許很多網友第一時間想到的是驍龍系列移動平台，但其實智能手機移動平台的強悍背後本身就說明了高通在基礎技術方面不容小覷的實力，這不僅體現在智能手機上，還被應用在更多領域，例如本次溝通會上重點介紹的Wi-Fi和音頻技術。
Wi-Fi：智能家居的聯網解決方案
無線取代有線是連接技術發展的一個顯而易見的趨勢，所以Wi-Fi技術在物聯網時代將扮演重要角色。要實現文章開頭的美好場景，對Wi-Fi的速率和穩定性有著極高的要求，而本次會上介紹的，就是高通Wi-Fi聯網解決方案如何配合智能終端來真正實現智能家居用戶體驗。
物聯網時代，智能終端數量多，數據吞吐量大，報告顯示，到2020年，每戶每月的數據使用量可達160GB以上，這樣難點在於如何在不同智能終端之間打造無縫的體驗。要了解未來需要滿足什麼樣的條件，先要明白當前存在什麼問題。高通表示對中國的Wi-Fi路由器消費者做過調查，得到的反饋總結起來問題主要為叁個：Wi-Fi覆蓋面積小、高峰時段擁擠和幹擾問題大、難以增加新的聯網終端。
這些問題的解決不僅僅是提高速度那麼簡單，高通認為需要從四個方面入手，可以總結為四個關鍵詞：連接、感知、交互、安全。
其中連接的意思是支持Wi-Fi、藍牙、蜂窩等不同技術的共存和交互。感知則是要求能夠通過機器學習了解用戶在家庭使用環境中的使用特性、習慣，及需求。交互是強調用戶的易用性，安全包括家中所有終端連接後，網絡本身仍具備安全性，也包括智能終端本身的安全性。
1、網狀Wi-Fi
這四個方面對應的要求需要對應的技術予以滿足。高通首先介紹的就是Wi-Fi SON技術，這裏的SON（Self-Organizing Network）可以直譯為自組織網絡，現在被通俗稱為網狀網絡。它的原理是通過多台組網設備組織成一個Wi-Fi互聯網絡，解決家中網絡信號覆蓋問題。
網狀網絡先和以前用戶買一台Wi-Fi網關回家的傳統方式不同，它是在家中擺放一套叁件裝、四件裝，甚至六件裝的多台Wi-Fi組網設備，其中一台可以連接到上行網絡，其他幾台會自動組織成一個互聯網絡。家裏的終端設備可以就近連接一個網絡節點，就近一面是根據信號的強度，另外一方面根據環境幹擾的情況下，哪一個網絡節點能夠提供最好的帶寬。根據不同終端對網絡帶寬和延時需求的不同，用戶還可以設置2.4G或者5G的不同頻段，或者接入不同網絡節點。
網狀網絡的另一個特點是自修複功能，以家裏聯網的攝像頭為例，當攝像頭發現一些不正常的情況時，例如在不該開啟的時段進行工作，或者抓取的數據情況出現異常，自組網自修複功能在發現情況有變化時會向用戶提供警報，甚至將這種終端隔離，從而更加安全。
在介紹中，高通產品管理副總裁Gopi Sirineni還以中國比較標准的家庭接入場景為例，很多中國家庭將路由器擺放在某一角落，導致實際覆蓋面積只有居住環境的1/4，且容易對鄰居造成幹擾，而通過高通的網狀網絡組網方案，家中有多個網絡接入點（AP）時，情況要好很多。現場也給出了一些數據，中國典型家庭單路由器時，離路由器節點比較遠的地方，數據點只有60M的吞吐量。使用高通網狀網絡解決方案後，即使在之前最弱的接入點，數據吞吐量也可以達到265M，同時，家庭網絡的平均吞吐量也有50%以上的提升，增幅明顯。
不僅如此，高通的網狀網絡還可以提供更多的智能功能，例如聲音生物識別的能力，同時擁有喚醒詞識別和低功耗待機模式下的操作能力，還擁有語音打斷或語音穿插的功能，也就是不容易收到周圍聲音的幹擾，此外，網狀網絡還擁有來源追蹤的功能，就是如果你在一個房間聽音樂，然後走到另一個房間，這個房間也有智能音箱的話，就可以接著剛才聽的地方進行。
在本次活動的采訪環節，現場有媒體表示，對於國內而言，網狀Wi-Fi的組網目前普及並不高，並且價格也偏貴，那麼它距離真正普及還有多遠？對此高通表示，網狀網絡的設備在美國市場剛投放的時候價格也偏高，大概500美元，但是隨著越來越多的用戶采納，如今叁件裝的價格也降到了300美元以內。所以，隨著用戶采納越來越多，成本下降也是一個過程，而在中國來講市場需求其實也是也是很大的，如果用戶可以體驗到產品的優勢，認可產品的價值，市場發展快了，加上廠商之間的競爭，成本也會逐步下降。所以，相比較成本問題，高通更關注的其實是消費者對這類產品是否有深入的認知。在OEM方面，高通預計到明年大家在市面上會看到更多的網狀組網技術的產品形態，同時高通也在和國內的運營商合作做開發的工作，在家庭剛入網的時候就開始嘗試網狀網絡組網的配置，這樣的方案也預計會在2019年會逐步進行。
2、射頻感應
談到智能性，還有一項技術是高通目前正在推動的，也是IT之家小編比較感興趣的，就是在射頻感應領域利用網狀網絡射頻，面向空間AI感知技術。這項技術簡單來講就是利用射頻信號環境的變化來感知在這個環境中移動的物體，在網狀網絡下，Wi-Fi信號可以遍布家中，通過不同的人、寵物或物體在射頻環境中移動對環境產生的不同擾動信息來辨別哪些是熟人，哪些是陌生人，從而提升安全性。當然，這需要整合人工智能深度學習技術，對用戶的使用習慣和需求進行深入洞察。目前這項技術基本還沒有對應的產品，但整體來說，擁有很廣泛的應用場景，例如對人物的動作偵測、位置跟隨還有對環境的遠程監測等。
在采訪過程中，IT之家提出，因為射頻偵測這一技術包含對人和寵物的一些動作、面部的識別，這很容易讓人想到家用攝像頭的監控，那麼射頻偵測是否會在未來逐步取代攝像頭監控？它相較於攝像頭監控又有哪些優勢？對此Gopi Sirineni先生首先進行了澄清，他表示，射頻的偵測不是用來作為面部的識別，更多是作為指紋特性的識別，它可以識別個體，但不是通過面部形象進行認知，而是根據每個人不同的動作形式來識別，所以，射頻偵測並不是要取代攝像頭監控。而相較於視頻采集，射頻偵測的優勢在於它不需要人站在特定的位置，而是在用戶平時的動作或生活習慣下就可以進行偵測學習。另一個優勢在於隱私，因為射頻感應只是在關鍵的動作方面有交互，不會有成像方面展示，這就不用擔心數據上傳到網上後如果泄露的危險。
至於商用的時間表，以家庭安全為例，預計在2019年1月份的CES展會上就會有相應的產品出現，另外，跟隨個體的應用，就是在家裏從一個房間到另一個房間看電視或聽音樂，預計在明年6月的台北電腦展上就會有產品出現。
3、802.11ax
在Wi-Fi核心技術的演進方面，高通也處於領導地位。例如在最新的802.11ax技術標准基礎上，高通還推出了一些自有特性，像8X8探測機制，在射頻頻譜的偵測方面可以做到8路偵測。即便終端用戶並不是8X8，但是在射頻通道的情況下，可以充分利用網絡端是8X8的特性，更好地對網絡情況進行優化，使得MU-MIMO和波束成形這兩種使用場景下的效率變得更高。
在高通跟OEM廠商已經在對外發布，或者是已經商用的11ax產品中也有面向不同類型的解決方案。比如有企業級解決方案、運營商解決方案，也有零售商解決方案。在這幾個不同的產品類型中，高通都是第一個和合作廠商推出11ax產品的。
另外在網絡安全方面，高通正積極地推動WPA3的部署，這使得在萬物互聯終端眾多的情況下，網絡能夠更加安全。
音頻：滿足下一代音頻需求
在音頻市場，高通專注的細分領域主要有兩大塊，第一是個人音頻市場，第二是音箱市場。個人音頻的市場主要包括藍牙耳機、有線耳機、主動降噪（ANC）耳機等；音箱市場包括傳統的藍牙音箱市場、智能音箱市場，以及條形音箱市場。
1、QCC302X、QCC303X和QCC5100叁大產品
高通今年針對音頻音響市場發布了叁個系列的產品，分別是QCC302X、QCC303X和QCC5100。他們都是單芯片設計，一顆芯片集成了藍牙的收發器、處理器、DSP、音頻編解碼器（codec）等。在QCC5100系列產品上，Qualcomm還集成了混合主動降噪（ANC）。芯片的高度集成主要是為了滿足未來更小型產品的需求。同時這叁大產品都具有超低功耗的特性，畢竟耳機等小尺寸設計電池容量不能太大，超低功耗就顯得很重要。
另外這叁大產品還支持高達四核處理能力，這對音頻品質提供了保障。同時可以支持面向未來的語音UI和語音助手。
有兩項技術是重點介紹的，一種是TrueWireless Stereo，另外一種是TrueWireless Stereo Plus。如果手機是基於驍龍845、670、710移動平台，耳機會切換到TrueWireless Stereo Plus技術。在這種連接技術下，會有兩路獨立的音頻流從手機直接傳輸到兩個不同的耳機；而如果手機不支持TrueWireless Stereo Plus技術，耳機會自動轉換到TrueWireless Stereo模式，這是一個通用模式，不前者不同在於，手機會把立體聲的音樂先傳到其中的一個耳機，再由它將音頻流中繼到另外一個耳機中。顯然，TrueWireless Stereo Plus技術下更有優勢。
首先，TrueWireless Stereo Plus下，音頻流傳輸不需要通過人腦來做中繼，從而大大提高了射頻傳輸的可靠性；其次，TrueWireless Stereo Plus技術下，搭載驍龍845移動平台的智能手機可以向基於ADK6.x的耳機單獨提供信號，不需要耳機作為中繼器，可極大節省功耗，延長用戶時長。同時，TrueWireless Stereo Plus“Qualcomm-to-Qualcomm”模式采用aptX的編碼方式，可以保證在不同使用場景下保持接近CD的音質。
2、aptX及aptX Adaptive音頻技術
aptX是一種基於子帶ADPCM（SB-ADPCM）技術的數字音頻壓縮算法，目前已經建立了非常完善的生態系統。而高通設有專門針對aptX的IOP（input/output processor）測試，合作夥伴任何支持aptX的終端在上市之前都需要在實驗室進行IOP測試，通過高通的認證測試之後，才會開售並聲稱該產品支持aptX音頻。
數據顯示，截止2018年第叁季度，在整個生態系統中，高通已經和大概540個品牌或軟件簽訂了授權協議；擁有約460個被許可方；支持超過300種包括手機、PC及平板電腦等源終端設備；有包括耳機和音箱在內的大概1000種類型的接收終端設備支持aptX技術；在設備數量方面，大概有40億的設備支持aptX編碼器；約1.5億設備支持aptX解碼器。
在aptX基礎上，高通推出了aptX Adaptive技術，希望它最終能夠取代有線。aptX Adaptive技術會根據外界的射頻傳輸環境動態調整性能，保持一致、流暢的用戶體驗，穩定性很高；其次，aptX Adaptive還有根據消費內容來自動調節性能的特性，例如看視頻、聽音樂、打遊戲會有不同的性能。
在音樂品質方面，aptX Adaptive可以達到接近CD、高保真的音樂傳輸品質，還具有低時延的特性，尤其針對遊戲和視頻場景。此外，aptX Adaptive還將支持真無線的技術，包括上文提到的TrueWireless Stereo和TrueWireless Stereo Plus。
總結
Wi-Fi和音頻都是物聯網時代的基礎技術。在采訪，有一位媒體朋友的提問很有意思：如何看待5G和Wi-Fi的關系？高通方面的回答很明確，5G未來不會取代Wi-Fi，相反，兩者更是一種互補的關系。至於音頻，在物聯網時代，語音會是人和設備非常重要的交互方式，所以兩者都很重要。
而高通目前在Wi-Fi網狀網絡市場占據第一的位置，在家庭、企業和場館Wi-Fi方面的市場份額也是第一，而音頻方面，高通也已經處在全球藍牙音頻市場第一的位置。這些成績或許大部分消費者在平時的生活中並沒有特別關注，但這正體現了基礎技術的研發投入需要足夠的耐心，當消費者對這些產品甚至技術達到一種普遍認知的狀態時，或許就是真正的回報期。當然，從另一角度來講，更重要的也是如何促進、提高消費者對基礎技術和產品價值的普遍了解，從而提升規模化的能力。
