共享信道 - 了解802.11ax高效無線的原理及應用
在沖突域范圍內所有參與者公平共享信道方面,此空閑信道評估和防沖突協議發揮了良好的作用,但當參與者數量大幅增長時,傳輸效率就會下降。 另一個導致網絡效率低下的因素是存在眾多帶有重疊服務區的AP。 圖3中左圖描繪了一個從屬于基本服務集(BSS,指一組與某AP相關聯的無線客戶)的用戶(用戶1)。 用戶1將與另一個BSS集中的用戶爭奪媒體接入權,然后與其AP交換數據。 但是,此用戶仍能夠監聽來自右側重疊BSS的通信量。
圖 3. 因重疊BSS造成的媒體訪問效率低下
在這種情況下,來自OBSS的流量將觸發用戶1的避退程序。這類情況會造成用戶必須等待更長時間才能獲得傳輸機會,大大降低了它們的平均數據吞吐量。
第三個需要考慮的因素是更寬信道的共享。例如,北美地區的802.11ac運營只有一條160MHz的可用信道,歐洲僅有兩條可用信道。
4. 5GHz頻段的802.11ax信道分配示例
因此,在信道數量減少的情況下,密集覆蓋的規劃變得非常困難。 如缺乏準確和審慎的功率管理,用戶將會遭遇同信道干擾,這會降低性能,抵消來自更寬信道的大部分預期增益。 這種情況更易出現在MCS 8、9、10和11的最高數據速率情況下,因為此速率更易受到信噪比的影響。 同時,一個用戶使用與80 MHz信道重疊的20 MHz信道傳輸,基本上都會導致80MHz信道無效。 在高度密集網絡中執行802.11ac的信道共享會損害用于20 MHz信道傳輸的80MHz信道增益。
4. 高效PHY機制
PHY變化
規范為本標準的物理層帶來了重大變化。 但該規范仍可向后兼容802.11a/b/g/n和/ac設備,因此802.11ax STA可以與傳統STA相互發送或接收數據。 802.11ax STA傳輸時,這些傳統客戶還能夠解調和解碼802.11 ax數據包(但并非整個802.11ax數據包)報頭和退避。 下表通過與現行802.11ac標準的執行相對比,突出強調了802.11ax標準此次修訂中最重要的變更。
下表通過與現行802.11ac標準的執行相對比,突出強調了802.11ax標準此次修訂中最重要的變更。
表1. 802.11ac與802.11ax比較
注意,802.11ax標準將在2.4GHz和5GHz帶寬下運行。 此標準明確定義了四倍大的FFT,乘以副載波的數量。 但是,802.11ax標準提供的一個重要變化是副載波間隔減少到此前802.11修訂版中副載波間隔的四分之一,同時保留了現有的信道帶寬(圖4)。
圖 5. 較窄的副載波間隔
OFDM(正交頻分多路復用)符號持續時間和循環前綴也增長了四倍,原始鏈接數據率保持與802.11ac相同,但提高了在室內/戶外及混合環境下的效率和穩健性。 但此標準的確規定了室內環境下的1024-QAM和更低的循環前綴比率,這將提升最大數據速率。
波束形成
802.11ax將采用類似于802.11ac的顯式波束成形過程。 在該過程下,波束形成器利用空數據包啟動信道探測程序。 波束形成器會測量信道并使用包含壓縮反饋矩陣的波束形成反饋幀進行響應。 波束形成器使用該信息來計算信道矩陣H, 然后使用該信道矩陣將RF能量聚焦到每個用戶。
多用戶操作: MU-MIMO和OFDMA
802.11ax標準有兩種工作模式:
單用戶: 在這種順序模式中,無線STA在安全訪問媒介后一次發送和接收一個數據,如上所述。
多用戶: 此模式允許同時運行多個非AP STA。 該標準將此模式進一步分為下行和上行多用戶模式。
下行多用戶是指接入點同時為多個相關無線STA提供的數據。 現有的802.11ac標準也包含了此功能。
上行多用戶模式是指數據從多個STA到AP的同步傳輸。 這是802.11ax標準的新增功能,以往任何版本的Wi-Fi標準皆不具備這項功能。
- 第 1 頁:了解802.11ax高效無線的原理及應用
- 第 2 頁:共享信道
- 第 3 頁:多用戶操作模式
- 第 4 頁:RU類型比較
- 第 5 頁:802.11ax測試
- 第 6 頁:多用戶和更高階的MIMO
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( 發表人:黃昊宇 )