共享信道 - 了解802.11ax高效無(wú)線的原理及應(yīng)用
在沖突域范圍內(nèi)所有參與者公平共享信道方面,此空閑信道評(píng)估和防沖突協(xié)議發(fā)揮了良好的作用,但當(dāng)參與者數(shù)量大幅增長(zhǎng)時(shí),傳輸效率就會(huì)下降。 另一個(gè)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)效率低下的因素是存在眾多帶有重疊服務(wù)區(qū)的AP。 圖3中左圖描繪了一個(gè)從屬于基本服務(wù)集(BSS,指一組與某AP相關(guān)聯(lián)的無(wú)線客戶)的用戶(用戶1)。 用戶1將與另一個(gè)BSS集中的用戶爭(zhēng)奪媒體接入權(quán),然后與其AP交換數(shù)據(jù)。 但是,此用戶仍能夠監(jiān)聽(tīng)來(lái)自右側(cè)重疊BSS的通信量。
圖 3. 因重疊BSS造成的媒體訪問(wèn)效率低下
在這種情況下,來(lái)自O(shè)BSS的流量將觸發(fā)用戶1的避退程序。這類情況會(huì)造成用戶必須等待更長(zhǎng)時(shí)間才能獲得傳輸機(jī)會(huì),大大降低了它們的平均數(shù)據(jù)吞吐量。
第三個(gè)需要考慮的因素是更寬信道的共享。例如,北美地區(qū)的802.11ac運(yùn)營(yíng)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(shù)量減少的情況下,密集覆蓋的規(guī)劃變得非常困難。 如缺乏準(zhǔn)確和審慎的功率管理,用戶將會(huì)遭遇同信道干擾,這會(huì)降低性能,抵消來(lái)自更寬信道的大部分預(yù)期增益。 這種情況更易出現(xiàn)在MCS 8、9、10和11的最高數(shù)據(jù)速率情況下,因?yàn)榇怂俾矢资艿叫旁氡鹊挠绊憽?同時(shí),一個(gè)用戶使用與80 MHz信道重疊的20 MHz信道傳輸,基本上都會(huì)導(dǎo)致80MHz信道無(wú)效。 在高度密集網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行802.11ac的信道共享會(huì)損害用于20 MHz信道傳輸?shù)?0MHz信道增益。
4. 高效PHY機(jī)制
PHY變化
規(guī)范為本標(biāo)準(zhǔn)的物理層帶來(lái)了重大變化。 但該規(guī)范仍可向后兼容802.11a/b/g/n和/ac設(shè)備,因此802.11ax STA可以與傳統(tǒng)STA相互發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。 802.11ax STA傳輸時(shí),這些傳統(tǒng)客戶還能夠解調(diào)和解碼802.11 ax數(shù)據(jù)包(但并非整個(gè)802.11ax數(shù)據(jù)包)報(bào)頭和退避。 下表通過(guò)與現(xiàn)行802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行相對(duì)比,突出強(qiáng)調(diào)了802.11ax標(biāo)準(zhǔn)此次修訂中最重要的變更。
下表通過(guò)與現(xiàn)行802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行相對(duì)比,突出強(qiáng)調(diào)了802.11ax標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)將在2.4GHz和5GHz帶寬下運(yùn)行。 此標(biāo)準(zhǔn)明確定義了四倍大的FFT,乘以副載波的數(shù)量。 但是,802.11ax標(biāo)準(zhǔn)提供的一個(gè)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(shí)保留了現(xiàn)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(fù)用)符號(hào)持續(xù)時(shí)間和循環(huán)前綴也增長(zhǎng)了四倍,原始鏈接數(shù)據(jù)率保持與802.11ac相同,但提高了在室內(nèi)/戶外及混合環(huán)境下的效率和穩(wěn)健性。 但此標(biāo)準(zhǔn)的確規(guī)定了室內(nèi)環(huán)境下的1024-QAM和更低的循環(huán)前綴比率,這將提升最大數(shù)據(jù)速率。
波束形成
802.11ax將采用類似于802.11ac的顯式波束成形過(guò)程。 在該過(guò)程下,波束形成器利用空數(shù)據(jù)包啟動(dòng)信道探測(cè)程序。 波束形成器會(huì)測(cè)量信道并使用包含壓縮反饋矩陣的波束形成反饋幀進(jìn)行響應(yīng)。 波束形成器使用該信息來(lái)計(jì)算信道矩陣H, 然后使用該信道矩陣將RF能量聚焦到每個(gè)用戶。
多用戶操作: MU-MIMO和OFDMA
802.11ax標(biāo)準(zhǔn)有兩種工作模式:
單用戶: 在這種順序模式中,無(wú)線STA在安全訪問(wèn)媒介后一次發(fā)送和接收一個(gè)數(shù)據(jù),如上所述。
多用戶: 此模式允許同時(shí)運(yùn)行多個(gè)非AP STA。 該標(biāo)準(zhǔn)將此模式進(jìn)一步分為下行和上行多用戶模式。
下行多用戶是指接入點(diǎn)同時(shí)為多個(gè)相關(guān)無(wú)線STA提供的數(shù)據(jù)。 現(xiàn)有的802.11ac標(biāo)準(zhǔn)也包含了此功能。
上行多用戶模式是指數(shù)據(jù)從多個(gè)STA到AP的同步傳輸。 這是802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的新增功能,以往任何版本的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)皆不具備這項(xiàng)功能。
- 第 1 頁(yè):了解802.11ax高效無(wú)線的原理及應(yīng)用
- 第 2 頁(yè):共享信道
- 第 3 頁(yè):多用戶操作模式
- 第 4 頁(yè):RU類型比較
- 第 5 頁(yè):802.11ax測(cè)試
- 第 6 頁(yè):多用戶和更高階的MIMO
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( 發(fā)表人:黃昊宇 )