在日常生活中，我們既離不開家里的 Wi-Fi，也離不開手機的 4G/5G 網絡。它們都能把我們連接到互聯網，但底層的工作方式卻大不相同。

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一、設計初衷的不同

• Wi-Fi
  誕生于 1997 年的 IEEE 802.11 標準，定位是局域網無線替代。它的目標是讓電腦、手機、打印機等設備在短距離內方便地接入網絡，強調低成本、易部署、即插即用。

• 蜂窩網絡
  由運營商建設和運營，覆蓋范圍廣（數百米到幾十公里），設計目標是廣域、穩定、大規模并發接入。它需要精確的資源調度，確保成千上萬用戶同時通信不互相干擾。

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二、接入與沖突控制機制的差異

1. Wi-Fi：CSMA/CA 隨機爭用機制

Wi-Fi 采用 CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）：

1. 設備有數據要發時，先監聽信道。

2. 若空閑，等待一段時間（DIFS）并隨機退避后發送。

3. 若忙碌，則等待空閑再重試。

4. 發送失敗會延長退避時間，重試直至成功。

這種機制簡單、低成本，但在設備數量多、信號覆蓋不均的環境中，沖突和重傳會導致延遲飆升、帶寬下降。

2. 蜂窩網絡：基站集中調度

蜂窩網絡采用集中調度：

1. 終端首先向基站發起接入請求（RACH）。

2. 基站根據網絡情況分配給終端具體的時間片和頻率資源。

3. 所有終端嚴格按照調度表通信，避免同頻沖突。

這種機制保證了大規模用戶接入時的穩定性，但實現成本高、系統復雜，對硬件要求高。

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三、為什么 Wi-Fi 不直接改成蜂窩式調度？

1. 成本與復雜度
   集中調度需要更高精度的時間同步、更多的信令和更復雜的調度算法，這會顯著增加芯片和固件成本。

2. 兼容性
   全球幾十億臺現有 Wi-Fi 設備使用 CSMA/CA，完全改成集中調度將導致無法兼容老設備。

3. 使用場景不同
   Wi-Fi 覆蓋范圍小，部署靈活，很多場景（P2P、Ad-hoc、Mesh）沒有固定的“主站”來集中調度。

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四、Wi-Fi 技術的發展趨勢

雖然 Wi-Fi 沒有直接替換 CSMA/CA，但近幾代標準已經逐漸引入蜂窩網絡的調度思想。

• Wi-Fi 5（802.11ac）
  依舊是 CSMA/CA，但在 MIMO、波束成形等物理層技術上大幅提升速率。

• Wi-Fi 6（802.11ax）
  引入 OFDMA（正交頻分多址） 和 上/下行 MU-MIMO，AP 可以將信道切成多個子載波分配給不同終端，實現半集中調度，大幅降低沖突概率，提升多設備環境下的效率。

• Wi-Fi 7（802.11be）
  進一步增強 OFDMA 調度能力，支持 多鏈路操作（MLO），多信道并行傳輸，讓延遲更低、帶寬更高。

• 未來展望
  隨著物聯網設備爆炸式增長，Wi-Fi 很可能繼續融合蜂窩網絡的調度機制，在保證兼容性的同時，逐步提高集中分配資源的比例，以適應高密度接入場景。

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五、總結

特性	Wi-Fi	蜂窩網絡
設計目標	局域無線替代網線	廣域大規模移動通信
接入機制	CSMA/CA 隨機爭用	基站集中調度
沖突可能	較高	理論上無
成本	低	高
典型覆蓋	10~100 米	數百米~幾十公里

Wi-Fi 和蜂窩網絡是兩條不同的技術路線，各自針對不同的使用場景做了優化。未來，Wi-Fi 會在保留靈活性與低成本的同時，吸收更多蜂窩式調度思想，提升在高密度、多設備環境下的性能。