在智能家居系統中一般有智能燈泡、智能音箱、智能電視等不同的終端,這些終端對于網絡管理特性、網絡吞吐量和網絡時延等要求不同。比如,燈泡的數據吞吐量極低,但時延的要求很高,因為所有人都希望打開開關燈就亮。智能電視因為需要播放4K、8K視頻,對網絡數據吞吐量很高,還要求時延比較穩定,這樣視頻才能流暢播放。因此,我們當前面臨的最大挑戰是,如何讓這些對網絡質量要求不一的各種終端和諧地一起工作?
從4大領域著手,打造用戶無縫聯網體驗
要實現無縫用戶體驗并驅動智能家居的發展,高通認為需要從四個技術領域著手:
第一,連接。在智能家居中,不同的終端會使用不同的連接技術,比如:Wi-Fi、藍牙和蜂窩,需要支持這些技術的共存和交互。
第二,感知。在智能家居系統中,感知性智能平臺非常重要。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,包括計算機視覺,以及射頻感應,只需要在家庭環境中通過Wi-Fi和其他的射頻信號進行感應。
第三,交互。用戶的易用性是關鍵,智能家庭終端需要在技術上貼近年輕人的需求,同時保證老人、幼童可以使用,所以這些終端需要具備更好的語音交互功能,支持人體動作指令,甚至是觸覺等指令交互方式。
第四,安全。需要保證終端設備本身不會被黑客破壞,同時也要保證云端數據和連接的安全性。
網狀網絡讓用戶就近接入節點,提高用戶體驗
高通針對家庭網絡的需要,在三四年前就提出了Wi-Fi SON概念,SON(Self-Organizing Network)通俗稱為網狀網絡。這種解決方案包括兩種關鍵特性,一是自組網,傳統方式是用戶只買一臺Wi-Fi網關,網狀網絡是指在家中擺放一套三件裝、四件裝,甚至五六件裝的多臺Wi-Fi組網設備。其中一臺可以連接到上行網絡,其他幾臺會自動組織成一個互聯網絡,家中的終端會就近連接一個特定的網絡節點。所謂就近,一方面是根據信號的強度,另一方面根據環境干擾判斷出帶寬最好的節點。在自組網的情況下,用戶體驗的場景可以進行優化,根據不同終端對網絡帶寬和延時的不同需求,用戶可以設置2.4G或者5G等不同頻段,或者接入不同網絡節點,讓家庭網絡全面覆蓋。
二是,自修復功能。家中安裝的攝像頭通常只在特定的時間工作,或者偵測到家中有移動目標才工作。當系統發現攝像頭在不該開啟的時段進行工作,或者發生異常工作時,自組網自修復功能可以根據用戶平時使用攝像頭的情況進行監測,情況有變化的時候向用戶提供警報,甚至隔斷終端,起到保護的作用。另外,如果家中路由器損壞,網絡基本會癱瘓,無法與終端進行連接。而采用網狀網絡,如果某一個節點出現故障,數據流會自動連接到其他節點,甚至是終端的連接也可以通過其他的網絡節點來實現,網絡的穩定性、抗干擾性和抗破壞性更勝一籌。
目前,60%的美國家庭已經把家里的Wi-Fi網絡從普通的單節點轉換成網狀網絡。在中國,雖然目前網狀網絡的方式沒有非常大的接入率,但有很大的需求量。從用戶體驗調查來看,中國家庭網絡連接和用戶體驗的問題尤為明顯,對于網狀網絡的需求同樣強烈。
現在,中國的很多家庭都通過光纖接入網絡,路由器放在家里的某一端,比如門口或是樓道里。這使得路由器的實際家庭覆蓋面積為居住環境的1/4,另外3/4不僅沒有提供家庭覆蓋的功能,反而造成了對周圍鄰居的干擾。這就使得在網絡使用的峰值時間點,用戶體驗變的更差,網絡之間互相干擾非常劇烈;另外,通過高通的網狀網絡解決方案,用戶的使用情況有所不同,當家中有多個網絡接入點時,可以根據網絡干擾情況和網絡用戶的使用需求,把家庭網絡的覆蓋重點轉移到在家庭中心的節點位置,或者干擾比較小的節點位置。這樣既解決了在家庭內部的網絡覆蓋問題,也減少了鄰里網絡之間的互相干擾。