WiFi vs 蜂窝网络(5G)

基本对比

特性

WiFi 7 (802.11be)

5G NR (Release 17)

频谱类型

免许可(ISM/SRD)

授权频谱

频段

2.4/5/6 GHz

Sub-6 GHz + mmWave (24-52 GHz)

峰值速率

46 Gbps

20+ Gbps (mmWave)

典型速率

100 Mbps - 4 Gbps

100 Mbps - 3 Gbps

覆盖范围

50-200m(单AP)

数百米-数公里(基站)

延迟

1-10ms

1ms (URLLC) - 10ms

移动性

< 30 km/h(漫游有限)

> 500 km/h(高速切换)

成本

低(免许可频谱)

高(频谱费+基础设施)

功耗

中-高

中(eSIM + 网络辅助省电)

WiFi vs 蜂窝:互补而非替代

WiFi 的优势场景

1. 固定/半固定场所高速接入:
   └── 家庭、办公室、校园、商场
   └── 优势: 高带宽、低成本、无月费

2. 室内覆盖:
   └── WiFi 穿墙能力优于 5G mmWave
   └── 部署灵活(无需基站许可)

3. 本地网络服务:
   └── 局域网文件共享、打印、投屏
   └── IoT 设备集中管理

4. 高容量热点:
   └── 体育场/演唱会:数百用户同时接入单AP

5G 的优势场景

1. 广域覆盖:
   └── 城市级/全国级无缝覆盖
   └── 移动中保持连接(车载、高铁)

2. 移动性支持:
   └── 高速切换(>30 km/h WiFi 开始不稳定)
   └── 5G 支持 >500 km/h 切换

3. 网络切片:
   └── 为不同业务分配独立虚拟网络
   └── eMBB / URLLC / mMTC 三种场景

4. 定位服务:
   └── 基站三角定位(米级精度)
   └── 5G-A (Rel-18): 厘米级定位

5G LAN / 5G Private Network vs WiFi

企业内网选择

WiFi 内网:
├── 优势: 部署简单、成本低、带宽高
├── 局限: 覆盖有限、移动性差、安全性依赖配置
└── 适用: 办公室、仓库、校园

5G Private Network:
├── 优势: 广域覆盖、强移动性、网络切片隔离
├── 局限: 部署成本高、需要频谱许可
└── 适用: 工厂园区、港口、矿山(大范围+移动设备)

混合方案 (WiFi + 5G):
├── WiFi: 室内固定工位高速接入
├── 5G: 室外/移动区域覆盖
└── Seamless Handover: L4/L7 级切换(非原生L2漫游)

WiFi Calling vs VoLTE/VoNR

语音通话质量对比

指标

WiFi Calling

VoLTE (4G)

VoNR (5G)

编解码器

AMR-WB / EVS

AMR-WB / EVS

EVS (最高)

延迟

50-150ms

40-80ms

30-60ms

音质

HD Voice

HD Voice

Ultra HD

切换

WiFi↔蜂窝(IMS Handover)

原生支持

原生支持

覆盖依赖

需要 WiFi AP

需要 LTE 信号

需要 5G NR 信号

IMS(IP Multimedia Subsystem)统一架构

                    ┌──────────┐
                    │   IMS    │
                    │ Core     │
                    └────┬─────┘
                         │
              ┌──────────┼──────────┐
              ▼          ▼          ▼
         WiFi AP    LTE eNB    5G gNB
              │          │          │
           WiFi Calling VoLTE      VoNR

IMS 提供统一的会话控制,使语音通话可以在不同接入网络间无缝切换。

集成技术:WiFi + 蜂窝融合

ANDSF / Access Network Discovery and Selection Function

Android/iOS 的网络选择策略:

1. Metered vs Unmetered:
   ├── WiFi = 通常不计费 → 优先使用
   └── Cellular = 按流量计费 → 后台任务限制

2. Network Scoring:
   └── OS 根据信号强度、历史性能、用户偏好评分

3. LPM (Link-Property-Metered):
   └── Android N+: 应用可查询网络是否计费/受限

NWDAF / ANQMF(5G Access Network Query and Management Function)

5G Rel-16+ 引入的 WiFi 互操作功能:

UE ←─ Network Assistance Information ── 5G Core (ANQMF)
     [推荐接入的 WiFi AP列表 + 认证凭证]

效果:
├── 5G 网络主动引导 UE 连接到合适的 WiFi AP
├── 预分发 WiFi 认证凭证(无需手动输入密码)
└── 智能流量分流:视频→WiFi,信令→5G

LTE/5G-WLAN Aggregation (LWA/MN-NA)

LWA (LTE-WLAN Aggregation, Rel-13):
├── eNB 同时调度 LTE + WiFi 空口资源
├── IP 层以下透明聚合(用户无感知)
└── DL: eNB 通过 WiFi AP 转发数据给 UE

MWLNA (Multi-WLAN Network Aggregation, Rel-16):
├── 5G gNB 调度多个 WiFi AP + NR 空口
├── 支持多 WiFi AP 同时聚合
└── UL/DL 都支持聚合

NR-LAN Interworking (Rel-17+):
├── 5G NR 与 WiFi 在 L2/L3 层面的深度互操作
└── 统一的 QoS 策略跨网络执行

未来趋势:WiFi 与 6G 融合

研究方向

6G (预计 2030+):
├── THz (太赫兹) 通信: 100+ Gbps
├── AI-Native Air Interface: ML辅助资源调度
├── Integrated Sensing and Communication (ISAC)
│   └── 通信信号同时用于环境感知(雷达功能)
└── Non-Terrestrial Networks (NTN)
    └── 卫星 + 无人机 + 地面基站融合

WiFi 与 6G 的关系:
├── WiFi 可能成为 6G 的"室内补充接入"
├── 统一的 AI-driven 网络选择框架
└── 频谱共享技术(授权辅助接入 AAS)