Wi-Fi 6: OFDMA અને MU-MIMO માં ઊંડાણપૂર્વક ડાઇવ કરો

તેના વિકાસમાં, Huawei Wi-Fi 6 પર આધાર રાખે છે. અને ધોરણની નવી પેઢી વિશે સહકર્મીઓ અને ગ્રાહકોના પ્રશ્નોએ અમને તેમાં સમાવિષ્ટ સૈદ્ધાંતિક પાયા અને ભૌતિક સિદ્ધાંતો વિશે એક પોસ્ટ લખવા માટે પ્રોત્સાહિત કર્યા. ચાલો ઇતિહાસથી ભૌતિકશાસ્ત્ર તરફ આગળ વધીએ અને OFDMA અને MU-MIMO તકનીકોની શા માટે જરૂર છે તે વિગતવાર જોઈએ. ચાલો એ વિશે પણ વાત કરીએ કે કેવી રીતે મૂળભૂત રીતે પુનઃડિઝાઈન કરેલ ભૌતિક ડેટા ટ્રાન્સમિશન માધ્યમે ખાતરીપૂર્વકની ચેનલ ક્ષમતા અને વિલંબના એકંદર સ્તરમાં આટલો ઘટાડો હાંસલ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું કે તે ઓપરેટરની સરખામણીમાં બની ગયું. અને આ એ હકીકત હોવા છતાં કે આધુનિક 5G-આધારિત નેટવર્ક સમાન ક્ષમતાઓ ધરાવતા ઇન્ડોર Wi-Fi 20 નેટવર્ક કરતાં વધુ ખર્ચાળ (સરેરાશ 30-6 ગણા) છે.

Huawei માટે, આ વિષય કોઈ પણ રીતે નિષ્ક્રિય નથી: Wi-Fi 6 ને સપોર્ટ કરતા સોલ્યુશન્સ એ 2020 માં અમારા સૌથી વધુ પ્રગતિશીલ ઉત્પાદનો પૈકી એક છે, જેમાં પ્રચંડ સંસાધનોનું રોકાણ કરવામાં આવ્યું છે. અહીં માત્ર એક ઉદાહરણ છે: સામગ્રી વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં સંશોધનથી અમને એક એલોય પસંદ કરવાની મંજૂરી મળી, જેનો ઉપયોગ એક્સેસ પોઈન્ટના રેડિયો તત્વોમાં સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયોમાં 2-3 ડીબીનો વધારો થયો: ડોરોન એઝરીને હેટ્સ ઑફ આ સિદ્ધિ.

ઇતિહાસ એક બીટ

1971 સુધીના Wi-Fiના ઇતિહાસની ગણતરી કરવામાં અર્થપૂર્ણ છે, જ્યારે હવાઈ યુનિવર્સિટીમાં, પ્રોફેસર નોર્મન અબ્રામસન અને સાથીદારોના જૂથે ALOHAnet વાયરલેસ પેકેટ ડેટા નેટવર્ક વિકસાવ્યું, બનાવ્યું અને લોન્ચ કર્યું.

1980 માં, ધોરણો અને પ્રોટોકોલ્સના જૂથ IEEE 802ને મંજૂરી આપવામાં આવી હતી, જે સાત-સ્તર OSI નેટવર્ક મોડેલના બે નીચલા સ્તરોના સંગઠનનું વર્ણન કરે છે. 802.11 ના પ્રથમ સંસ્કરણના પ્રકાશન પહેલાં અમારે 17 લાંબા વર્ષો રાહ જોવી પડી.

Wi-Fi એલાયન્સના જન્મના બે વર્ષ પહેલા 1997માં 802.11 સ્ટાન્ડર્ડ અપનાવવા સાથે, આજની સૌથી લોકપ્રિય વાયરલેસ ડેટા ટેક્નોલોજીની પ્રથમ પેઢીએ વ્યાપક વિશ્વમાં પ્રવેશ કર્યો.

IEEE 802 માનક. Wi-Fi પેઢીઓ

સાધનસામગ્રી ઉત્પાદકો દ્વારા સાચા અર્થમાં વ્યાપકપણે સમર્થિત પ્રથમ ધોરણ 802.11b હતું. જેમ તમે જોઈ શકો છો, XNUMXમી સદીના અંતથી નવીનતાઓની આવર્તન એકદમ સ્થિર છે: ગુણાત્મક ફેરફારોમાં સમય લાગે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ભૌતિક સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન માધ્યમને સુધારવા માટે ઘણું કામ કરવામાં આવ્યું છે. Wi-Fi ની આધુનિક સમસ્યાઓને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, ચાલો તેના ભૌતિક પાયા તરફ વળીએ.

ચાલો મૂળભૂતો યાદ કરીએ!

રેડિયો તરંગો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો એક વિશિષ્ટ કેસ છે - જે ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિક્ષેપના સ્ત્રોતમાંથી પ્રચાર કરે છે. તેઓ ત્રણ મુખ્ય પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તરંગ વેક્ટર, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ વેક્ટર. ત્રણેય એકબીજાને પરસ્પર લંબરૂપ છે. આ કિસ્સામાં, તરંગની આવર્તનને સામાન્ય રીતે પુનરાવર્તિત ઓસિલેશનની સંખ્યા કહેવામાં આવે છે જે સમયના એકમમાં બંધબેસે છે.

આ બધી જાણીતી હકીકતો છે. જો કે, અંત સુધી પહોંચવા માટે, અમને શરૂઆતથી જ શરૂ કરવાની ફરજ પડી છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની આવર્તન શ્રેણીના પરંપરાગત સ્કેલ પર, રેડિયો શ્રેણી સૌથી નીચો (ઓછી-આવર્તન) ભાગ ધરાવે છે. તેમાં 3 Hz થી 3000 GHz સુધીની ઓસિલેશન આવર્તન સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો સમાવેશ થાય છે. દૃશ્યમાન પ્રકાશ સહિત અન્ય તમામ બેન્ડની આવર્તન ઘણી વધારે છે.

આવર્તન જેટલી વધારે છે, તેટલી વધુ ઊર્જા રેડિયો તરંગને આપી શકાય છે, પરંતુ તે જ સમયે તે અવરોધોની આસપાસ ઓછી સારી રીતે વળે છે અને ઝડપથી ઘટે છે. વિપરીત પણ સાચું છે. આ સુવિધાઓને ધ્યાનમાં લેતા, Wi-Fi ઑપરેશન માટે બે મુખ્ય ફ્રીક્વન્સી રેન્જ પસંદ કરવામાં આવી હતી - 2,4 GHz (ફ્રિકવન્સી બેન્ડ 2,4000 થી 2,4835 GHz) અને 5 GHz (ફ્રિકવન્સી બેન્ડ 5,170-5,330, 5,490-5,730 અને GH5,735 GHz).

રેડિયો તરંગો બધી દિશામાં પ્રચાર કરે છે, અને દખલગીરીની અસરને કારણે સંદેશાઓને એકબીજાને પ્રભાવિત કરતા અટકાવવા માટે, ફ્રીક્વન્સી બેન્ડને સામાન્ય રીતે અલગ સાંકડા વિભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે - એક અથવા બીજી ચેનલો સાથે. બેન્ડવિડ્થ. ઉપરોક્ત રેખાકૃતિ દર્શાવે છે કે 1 મેગાહર્ટઝની બેન્ડવિડ્થ સાથે અડીને આવેલી ચેનલો 2 અને 20 એકબીજા સાથે દખલ કરશે, પરંતુ 1 અને 6 નહીં.

ચેનલની અંદર સિગ્નલ ચોક્કસ વાહક આવર્તન પર રેડિયો તરંગનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારિત થાય છે. માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે, તરંગ પરિમાણો હોઈ શકે છે મોડ્યુલેટ આવર્તન, કંપનવિસ્તાર અથવા તબક્કા દ્વારા.

Wi-Fi ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં ચેનલ અલગ

2,4 GHz આવર્તન શ્રેણી 14 MHz ની શ્રેષ્ઠ પહોળાઈ સાથે 20 આંશિક રીતે ઓવરલેપિંગ ચેનલોમાં વિભાજિત છે. એકવાર એવું માનવામાં આવતું હતું કે આ એક જટિલ વાયરલેસ નેટવર્ક ગોઠવવા માટે પૂરતું હતું. તે ટૂંક સમયમાં સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે શ્રેણીની ક્ષમતા ઝડપથી ખતમ થઈ રહી છે, તેથી તેમાં 5 ગીગાહર્ટ્ઝ શ્રેણી ઉમેરવામાં આવી, જેની સ્પેક્ટ્રલ ક્ષમતા ઘણી વધારે છે. તેમાં, 20 MHz ચેનલો ઉપરાંત, 40 અને 80 MHz ની પહોળાઈ સાથે ચેનલો ફાળવવાનું શક્ય છે.

રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમનો ઉપયોગ કરવાની કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો કરવા માટે, ઓર્થોગોનલ ફ્રીક્વન્સી ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સીંગ ટેક્નોલોજીનો હવે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે (OFDM).

તેમાં વાહકની આવર્તન સાથે, એક જ ચેનલમાં ઘણી સબકૅરિયર ફ્રીક્વન્સીનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે, જે સમાંતર ડેટા ટ્રાન્સમિશન હાથ ધરવાનું શક્ય બનાવે છે. OFDM તમને ટ્રાફિકને એકદમ અનુકૂળ "દાણાદાર" રીતે વિતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, પરંતુ તેની આદરણીય વયને લીધે, તે સંખ્યાબંધ નોંધપાત્ર ગેરફાયદા જાળવી રાખે છે. તેમાંના CSMA/CA (કૅરિયર સેન્સ મલ્ટિપલ એક્સેસ વિથ કોલિઝન એવોઈડન્સ) નેટવર્ક પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ કરીને કામ કરવાના સિદ્ધાંતો છે, જે મુજબ ચોક્કસ સમયે માત્ર એક જ વપરાશકર્તા એક વાહક અને સબકેરિયર પર કામ કરી શકે છે.

અવકાશી પ્રવાહ

વાયરલેસ નેટવર્ક થ્રુપુટ વધારવાની એક મહત્વપૂર્ણ રીત અવકાશી સ્ટ્રીમ્સનો ઉપયોગ છે.

એક્સેસ પોઈન્ટ ઘણા રેડિયો મોડ્યુલો (એક, બે અથવા વધુ) ધરાવે છે, જે ચોક્કસ સંખ્યામાં એન્ટેના સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ એન્ટેના ચોક્કસ પેટર્ન અને મોડ્યુલેશન અનુસાર પ્રસારિત થાય છે, અને તમે અને મને વાયરલેસ માધ્યમ પર પ્રસારિત માહિતી પ્રાપ્ત થાય છે. એક્સેસ પોઈન્ટના ચોક્કસ ભૌતિક એન્ટેના (રેડિયો મોડ્યુલ) અને વપરાશકર્તા ઉપકરણ વચ્ચે અવકાશી પ્રવાહની રચના થઈ શકે છે. આનો આભાર, એક્સેસ પોઈન્ટથી પ્રસારિત થતી માહિતીની કુલ માત્રા સ્ટ્રીમ્સ (એન્ટેના) ની સંખ્યાના બહુવિધ દ્વારા વધે છે.

વર્તમાન ધોરણો અનુસાર, 2,4 ગીગાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં ચાર સુધી અવકાશી સ્ટ્રીમ્સ અને 5 ગીગાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં આઠ સુધી અમલ કરી શકાય છે.

અગાઉ, જ્યારે 2,4 અને 5 ગીગાહર્ટ્ઝ બેન્ડમાં કામ કરતા હતા, ત્યારે અમે ફક્ત રેડિયો મોડ્યુલોની સંખ્યા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું હતું. બીજા રેડિયો મોડ્યુલની હાજરીએ વધારાની લવચીકતા પૂરી પાડી, કારણ કે તે જૂના સબસ્ક્રાઇબર ઉપકરણોને 2,4 ગીગાહર્ટ્ઝની આવર્તન પર અને નવાને 5 ગીગાહર્ટ્ઝની આવર્તન પર કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ત્રીજા અને અનુગામી રેડિયો મોડ્યુલોના આગમન સાથે, કેટલીક સમસ્યાઓ ઊભી થઈ. રેડિએટિંગ તત્વો એકબીજા સાથે દખલ કરે છે, જે વધુ સારી ડિઝાઇન અને એક્સેસ પોઇન્ટને વળતર ફિલ્ટર્સથી સજ્જ કરવાની જરૂરિયાતને કારણે ઉપકરણની કિંમતમાં વધારો કરે છે. તેથી એક્સેસ પોઈન્ટ દીઠ 16 અવકાશી સ્ટ્રીમ્સને એકસાથે ટેકો આપવાનું તાજેતરમાં જ શક્ય બન્યું છે.

વ્યવહારુ અને સૈદ્ધાંતિક ગતિ

OFDM ઓપરેટિંગ મિકેનિઝમ્સને કારણે, અમે મહત્તમ નેટવર્ક થ્રુપુટ મેળવી શક્યા નથી. OFDM ના વ્યવહારિક અમલીકરણ માટેની સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ લાંબા સમય પહેલા અને માત્ર આદર્શ વાતાવરણના સંબંધમાં કરવામાં આવી હતી, જ્યાં એકદમ ઉચ્ચ સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયો (SNR) અને બીટ એરર રેટ (BER) ની ધારણા મુજબની અપેક્ષા રાખવામાં આવી હતી. અમને રસ ધરાવતા તમામ રેડિયો ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમમાં મજબૂત અવાજની આધુનિક પરિસ્થિતિઓમાં, OFDM-આધારિત નેટવર્ક્સનું થ્રુપુટ નિરાશાજનક રીતે ઓછું છે. અને OFDMA (ઓર્થોગોનલ ફ્રીક્વન્સી-ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ) ટેક્નોલોજી બચાવમાં ન આવે ત્યાં સુધી પ્રોટોકોલ આ ખામીઓને વહન કરવાનું ચાલુ રાખ્યું. તેના વિશે - થોડું આગળ.

ચાલો એન્ટેના વિશે વાત કરીએ

જેમ તમે જાણો છો, દરેક એન્ટેનામાં એક લાભ હોય છે, જેના મૂલ્યના આધારે સિગ્નલ પ્રચારની અવકાશી પેટર્ન (બીમફોર્મિંગ) ચોક્કસ કવરેજ વિસ્તાર સાથે રચાય છે (અમે સિગ્નલ રી-રિફ્લેક્શન વગેરેને ધ્યાનમાં લેતા નથી). આ તે જ છે જે ડિઝાઇનરો હંમેશા તેમના તર્ક પર આધારિત છે કે જ્યાં એક્સેસ પોઈન્ટ્સ બરાબર મૂકવા જોઈએ. લાંબા સમય સુધી, પેટર્નનો આકાર અપરિવર્તિત રહ્યો અને માત્ર એન્ટેનાની લાક્ષણિકતાઓના પ્રમાણમાં વધારો અથવા ઘટાડો થયો.

આધુનિક એન્ટેના તત્વો વધુને વધુ નિયંત્રણક્ષમ બની રહ્યા છે અને વાસ્તવિક સમયમાં સિગ્નલ પ્રચારની અવકાશી પેટર્નમાં ગતિશીલ ફેરફારોને મંજૂરી આપે છે.

ઉપરની ડાબી આકૃતિ પ્રમાણભૂત સર્વદિશા એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરીને રેડિયો તરંગોના પ્રસારનો સિદ્ધાંત દર્શાવે છે. સિગ્નલ પાવર વધારીને, અમે ચેનલના ઉપયોગની ગુણવત્તાને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરવાની ક્ષમતા વિના માત્ર કવરેજ ત્રિજ્યા બદલી શકીએ છીએ - KQI (કી ગુણવત્તા સૂચકાંકો). અને વાયરલેસ વાતાવરણમાં સબ્સ્ક્રાઇબર ઉપકરણની વારંવાર હિલચાલની સ્થિતિમાં સંદેશાવ્યવહારનું આયોજન કરતી વખતે આ સૂચક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

સમસ્યાનો ઉકેલ એ મોટી સંખ્યામાં નાના એન્ટેનાનો ઉપયોગ હતો, જેના પરનો ભાર વાસ્તવિક સમયમાં ગોઠવી શકાય છે, વપરાશકર્તાની અવકાશી સ્થિતિના આધારે પ્રચાર પેટર્ન બનાવે છે.

આમ, MU-MIMO (મલ્ટિ-યુઝર મલ્ટીપલ ઇનપુટ, મલ્ટીપલ આઉટપુટ) ટેકનોલોજીના ઉપયોગની નજીક આવવું શક્ય હતું. તેની મદદથી, એક્સેસ પોઈન્ટ કોઈપણ સમયે ખાસ કરીને સબસ્ક્રાઈબર ઉપકરણો તરફ નિર્દેશિત રેડિયેશન ફ્લો જનરેટ કરે છે.

ભૌતિકશાસ્ત્રથી 802.11 ધોરણો સુધી

જેમ જેમ Wi-Fi ધોરણો વિકસિત થયા તેમ, નેટવર્કના ભૌતિક સ્તર સાથે કામ કરવાના સિદ્ધાંતો બદલાયા. અન્ય મોડ્યુલેશન મિકેનિઝમ્સના ઉપયોગથી - 802.11g/n ની આવૃત્તિઓથી શરૂ કરીને - સમય સ્લોટમાં ઘણી મોટી માહિતીને ફિટ કરવા અને તે મુજબ, મોટી સંખ્યામાં વપરાશકર્તાઓ સાથે કામ કરવાનું શક્ય બન્યું છે. અન્ય વસ્તુઓમાં, આ અવકાશી પ્રવાહોના ઉપયોગ દ્વારા પ્રાપ્ત થયું હતું. અને ચેનલની પહોળાઈમાં નવી શોધાયેલ સુગમતાએ MIMO માટે વધુ સંસાધનો ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે.

Wi-Fi 7 સ્ટાન્ડર્ડની મંજૂરી આવતા વર્ષ માટે સુનિશ્ચિત થયેલ છે. તેના આગમન સાથે શું બદલાશે? ઝડપમાં સામાન્ય વધારો અને 6 ગીગાહર્ટ્ઝ બેન્ડના ઉમેરા ઉપરાંત, 320 મેગાહર્ટઝ જેવી વિશાળ એકીકૃત ચેનલો સાથે કામ કરવું શક્ય બનશે. ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોના સંદર્ભમાં આ ખાસ કરીને રસપ્રદ છે.

સૈદ્ધાંતિક Wi-Fi 6 થ્રુપુટ

Wi-Fi 6 ની નજીવી ગતિની ગણતરી માટેનું સૈદ્ધાંતિક સૂત્ર એકદમ જટિલ છે અને તે ઘણા પરિમાણો પર આધાર રાખે છે, જે અવકાશી પ્રવાહોની સંખ્યાથી શરૂ થાય છે અને તે માહિતી સાથે સમાપ્ત થાય છે કે જેને આપણે સબકેરિયર (અથવા સબકેરિયર્સ, જો ત્યાં ઘણા બધા હોય તો) તેમને) સમયના એકમ દીઠ.

જેમ તમે જોઈ શકો છો, ઘણું બધું અવકાશી પ્રવાહ પર આધારિત છે. પરંતુ તે પહેલાં, STC (સ્પેસ-ટાઇમ કોડિંગ) અને MRC (મહત્તમ ગુણોત્તર સંયોજન) ના ઉપયોગ સાથે સંયોજનમાં તેમની સંખ્યામાં વધારો થવાથી સમગ્ર વાયરલેસ સોલ્યુશનની કામગીરી બગડી.

નવી કી ફિઝિકલ લેયર ટેક્નોલોજી

ચાલો ભૌતિક સ્તરની મુખ્ય તકનીકો તરફ આગળ વધીએ - અને OSI નેટવર્ક મોડેલના પ્રથમ સ્તરથી પ્રારંભ કરીએ.

ચાલો યાદ કરીએ કે OFDM ચોક્કસ સંખ્યામાં સબકેરિયર્સનો ઉપયોગ કરે છે, જે એકબીજાને અસર કર્યા વિના, ચોક્કસ માત્રામાં માહિતી પ્રસારિત કરવામાં સક્ષમ છે.

ઉદાહરણમાં, અમે 5,220 GHz બેન્ડનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, જેમાં 48 સબચેનલ છે. આ ચેનલને એકત્ર કરીને, અમને મોટી સંખ્યામાં સબકેરિયર્સ મળે છે, જેમાંથી દરેક તેની પોતાની મોડ્યુલેશન સ્કીમનો ઉપયોગ કરે છે.

Wi-Fi 5 ક્વાડ્રેચર એમ્પ્લીટ્યુડ મોડ્યુલેશન 256 QAM (ક્વાડ્રેચર એમ્પ્લીટ્યુડ મોડ્યુલેશન) નો ઉપયોગ કરે છે, જે તમને એક સમયના સ્લોટમાં વાહકની આવર્તનમાં 16 x 16 પોઈન્ટનું ક્ષેત્ર બનાવવા માટે પરવાનગી આપે છે, જે કંપનવિસ્તાર અને તબક્કામાં અલગ છે. અસુવિધા એ છે કે કોઈપણ સમયે માત્ર એક સ્ટેશન કેરિયર ફ્રીક્વન્સી પર ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે.

ઓર્થોગોનલ ફ્રીક્વન્સી ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (OFDMA) મોબાઇલ ઓપરેટર્સની દુનિયામાંથી આવ્યું છે, LTE સાથે એકસાથે વ્યાપક બન્યું છે અને તેનો ઉપયોગ ડાઉનલિંક (સબ્સ્ક્રાઇબરને કમ્યુનિકેશન ચેનલ) ગોઠવવા માટે થાય છે. તે તમને કહેવાતા સંસાધન એકમોના સ્તરે ચેનલ સાથે કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ એકમો બ્લોકને ચોક્કસ સંખ્યામાં ઘટકોમાં વિભાજીત કરવામાં મદદ કરે છે. બ્લોકની અંદર, દરેક ક્ષણે અમે એક ઉત્સર્જક તત્વ (વપરાશકર્તા અથવા એક્સેસ પોઈન્ટ) સાથે સખત રીતે કામ કરી શકતા નથી, પરંતુ ડઝનેક તત્વોને જોડીએ છીએ. આ તમને નોંધપાત્ર પરિણામો પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

Wi-Fi 6 માં ચેનલોનું સરળ જોડાણ

Wi-Fi 6 માં ચેનલ બોન્ડિંગ તમને 20 થી 160 MHz ની પહોળાઈ સાથે સંયુક્ત ચેનલો મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, કનેક્શન નજીકની રેન્જમાં બનાવવાની જરૂર નથી. ઉદાહરણ તરીકે, એક બ્લોક 5,17 GHz બેન્ડમાંથી અને બીજો 5,135 GHz બેન્ડમાંથી લઈ શકાય છે. આ તમને મજબૂત હસ્તક્ષેપ પરિબળોની હાજરીમાં અથવા અન્ય સતત ઉત્સર્જન કરતા સ્ટેશનોની નિકટતામાં પણ લવચીક રીતે રેડિયો વાતાવરણ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે.

SIMO થી MIMO સુધી

MIMO પદ્ધતિ હંમેશા અમારી સાથે રહી નથી. એક સમયે, મોબાઇલ સંચારને SIMO મોડ સુધી મર્યાદિત રાખવું પડતું હતું, જે સબ્સ્ક્રાઇબર સ્ટેશન પર ઘણા એન્ટેનાની હાજરી સૂચવે છે, એક સાથે માહિતી મેળવવા માટે કામ કરે છે.

MU-MIMO એ સમગ્ર વર્તમાન એન્ટેના સ્ટોકનો ઉપયોગ કરીને વપરાશકર્તાઓને માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે રચાયેલ છે. આ ટ્રાન્સમિશન માટે સબસ્ક્રાઇબર ઉપકરણોને ટોકન્સ મોકલવા સાથે સંકળાયેલ CSMA/CA પ્રોટોકોલ દ્વારા અગાઉ લાદવામાં આવેલા પ્રતિબંધોને દૂર કરે છે. હવે વપરાશકર્તાઓ એક જૂથમાં એક થયા છે અને જૂથના દરેક સભ્ય તેમના વારાની રાહ જોવાને બદલે એક્સેસ પોઈન્ટના એન્ટેના સ્ત્રોતમાંથી તેમનો હિસ્સો મેળવે છે.

રેડિયો બીમની રચના

MU-MIMO ની કામગીરી માટે એક મહત્વપૂર્ણ નિયમ એ છે કે એન્ટેના એરેની કામગીરીનો એક મોડ જાળવવો જે રેડિયો તરંગોના પરસ્પર ઓવરલેપ તરફ દોરી જશે નહીં અને તબક્કાના ઉમેરાને કારણે માહિતી ગુમાવશે નહીં.

આને એક્સેસ પોઇન્ટ બાજુ પર જટિલ ગાણિતિક ગણતરીઓની જરૂર છે. જો ટર્મિનલ આ સુવિધાને સમર્થન આપે છે, તો MU-MIMO તેને દરેક ચોક્કસ એન્ટેના પર સિગ્નલ પ્રાપ્ત કરવામાં કેટલો સમય લે છે તે એક્સેસ પોઈન્ટને કહેવાની મંજૂરી આપે છે. અને એક્સેસ પોઈન્ટ, બદલામાં, એક શ્રેષ્ઠ નિર્દેશિત બીમ બનાવવા માટે તેના એન્ટેનાને સમાયોજિત કરે છે.

આ આપણને સામાન્ય રીતે શું આપે છે?

કોષ્ટકમાં સંખ્યાઓ સાથે સફેદ વર્તુળો અગાઉની પેઢીઓના Wi-Fi નો ઉપયોગ કરવા માટે વર્તમાન દૃશ્યો સૂચવે છે. વાદળી વર્તુળો (ઉપરનું ચિત્ર જુઓ) Wi-Fi 6 ની ક્ષમતાઓનું વર્ણન કરે છે, અને ગ્રે રાશિઓ નજીકના ભવિષ્યની બાબત છે.

નવા OFDMA-સક્ષમ ઉકેલો જે મુખ્ય લાભો લાવે છે તે TDM (ટાઈમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ) જેવા સ્તરે અમલમાં મૂકાયેલા સંસાધન એકમો સાથે સંબંધિત છે. આ પહેલા ક્યારેય Wi-Fi સાથે આવું નહોતું. આ તમને ફાળવેલ બેન્ડવિડ્થને સ્પષ્ટપણે નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, માધ્યમ દ્વારા ન્યૂનતમ સિગ્નલ ટ્રાન્ઝિટ સમય અને વિશ્વસનીયતાના જરૂરી સ્તરની ખાતરી કરે છે. સદનસીબે, કોઈને શંકા નથી કે Wi-Fi વિશ્વસનીયતા સૂચકાંકોને સુધારણાની જરૂર છે.

ઈતિહાસ સર્પાકારમાં આગળ વધે છે, અને વર્તમાન પરિસ્થિતિ એક સમયે ઈથરનેટની આસપાસ વિકસિત થયેલી પરિસ્થિતિ જેવી જ છે. તે પછી પણ, અભિપ્રાય સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો કે CSMA/CD (કૅરિયર સેન્સ મલ્ટિપલ એક્સેસ વિથ કોલિઝન ડિટેક્શન) ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ કોઈ બાંયધરીકૃત થ્રુપુટ પ્રદાન કરતું નથી. અને આ IEEE 802.3z માં સંક્રમણ સુધી ચાલુ રહ્યું.

સામાન્ય એપ્લિકેશન મૉડલ્સ માટે, તમે જોઈ શકો છો કે, Wi-Fi ની દરેક પેઢી સાથે, તેના ઉપયોગના દૃશ્યો વધી રહ્યા છે, વિલંબ માટે વધુ અને વધુ સંવેદનશીલ, સામાન્ય કચકચ અને વિશ્વસનીયતા.

અને ફરીથી ભૌતિક વાતાવરણ વિશે

સારું, હવે ચાલો વાત કરીએ કે નવું ભૌતિક વાતાવરણ કેવી રીતે રચાય છે. CSMA/CA અને OFDM નો ઉપયોગ કરતી વખતે, સક્રિય STA ની સંખ્યામાં વધારો થવાથી 20 MHz ચેનલના થ્રુપુટમાં ગંભીર ઘટાડો થયો. આ પહેલેથી જ ઉલ્લેખિત છે તેના કારણે હતું: નવી તકનીકો STC (સ્પેસ-ટાઇમ કોડિંગ) અને MRC (મહત્તમ ગુણોત્તર સંયોજન) નથી.

OFDMA, સંસાધન એકમોના ઉપયોગ દ્વારા, લાંબા-અંતરના અને ઓછા-પાવર સ્ટેશનો સાથે અસરકારક રીતે સંપર્ક કરી શકે છે. અમને વિવિધ સંસાધનોનો વપરાશ કરતા વપરાશકર્તાઓ સાથે સમાન કેરિયર શ્રેણીમાં કામ કરવાની તક મળે છે. એક વપરાશકર્તા એક એકમ પર કબજો કરી શકે છે, અને બીજો - અન્ય તમામ.

પહેલા OFDMA શા માટે નહોતું?

અને અંતે, મુખ્ય પ્રશ્ન: શા માટે પહેલા કોઈ OFDMA નહોતું? વિચિત્ર રીતે, તે બધું પૈસા પર આવ્યું.

લાંબા સમયથી એવું માનવામાં આવતું હતું કે Wi-Fi મોડ્યુલની કિંમત ન્યૂનતમ હોવી જોઈએ. 1997માં જ્યારે પ્રોટોકોલને વ્યાપારી કામગીરી માટે શરૂ કરવામાં આવ્યો ત્યારે નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું કે આવા મોડ્યુલની ઉત્પાદન કિંમત $1થી વધુ ન હોઈ શકે. પરિણામે, ટેક્નોલૉજીના વિકાસએ સબઓપ્ટિમલ પાથ લીધો. અહીં અમે ઓપરેટર LTE ને ધ્યાનમાં લેતા નથી, જ્યાં OFDMA નો ઉપયોગ ઘણા લાંબા સમયથી કરવામાં આવે છે.

આખરે, Wi-Fi કાર્યકારી જૂથે આ વિકાસને ટેલિકોમ ઓપરેટરોની દુનિયામાંથી લેવાનું અને એન્ટરપ્રાઇઝ નેટવર્કની દુનિયામાં લાવવાનું નક્કી કર્યું. મુખ્ય કાર્ય ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા તત્વોના ઉપયોગ માટે સંક્રમણ હતું, જેમ કે ફિલ્ટર અને ઓસિલેટર.

અમારા માટે જૂના MRC એન્કોડિંગ્સમાં દખલગીરી સાથે અથવા વગર કામ કરવું શા માટે મુશ્કેલ હતું? કારણ કે MVDR (મિનિમમ વેરિઅન્સ ડિસ્ટોર્શનલેસ રિસ્પોન્સ) બીમફોર્મિંગ મિકેનિઝમે મોટી સંખ્યામાં ટ્રાન્સમિટિંગ પોઈન્ટને જોડવાનો પ્રયાસ કરતાની સાથે જ ભૂલોની સંખ્યામાં નાટ્યાત્મક વધારો કર્યો. OFDMA એ સાબિત કર્યું છે કે સમસ્યા હલ કરી શકાય છે.

હસ્તક્ષેપ સામેની લડાઈ હવે ગણિત પર આધારિત છે. જો ટ્રાન્સમિશન વિંડો પૂરતી લાંબી હોય, તો પરિણામી ગતિશીલ દખલ સમસ્યાઓનું કારણ બને છે. નવા ઓપરેટિંગ એલ્ગોરિધમ્સ તેમને ટાળવાનું શક્ય બનાવે છે, ફક્ત Wi-Fi ટ્રાન્સમિશન સાથે સંકળાયેલા દખલના પ્રભાવને જ નહીં, પરંતુ આ શ્રેણીમાં બનતી અન્ય કોઈપણ બાબતોના પ્રભાવને પણ દૂર કરે છે.

અનુકૂલનશીલ વિરોધી હસ્તક્ષેપ માટે આભાર, અમે જટિલ વિજાતીય વાતાવરણમાં પણ 11 dB સુધીનો ફાયદો હાંસલ કરી શકીએ છીએ. Huawei ના પોતાના અલ્ગોરિધમિક સોલ્યુશન્સના ઉપયોગથી ગંભીર ઓપ્ટિમાઇઝેશનને બરાબર પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બન્યું જ્યાં તેની જરૂર હતી - ઇન્ડોર સોલ્યુશન્સમાં. 5G માં જે સારું છે તે Wi-Fi 6 વાતાવરણમાં સારું હોવું જરૂરી નથી. ઇન્ડોર અને આઉટડોર સોલ્યુશન્સના કિસ્સામાં વિશાળ MIMO અને MU-MIMO અભિગમો અલગ પડે છે. જ્યાં જરૂરી હોય ત્યાં, 5Gની જેમ ખર્ચાળ ઉકેલોનો ઉપયોગ કરવો યોગ્ય છે. પરંતુ અન્ય વિકલ્પોની જરૂર છે, જેમ કે Wi-Fi 6, જે વિલંબિતતા અને અન્ય મેટ્રિક્સ વિતરિત કરી શકે છે જે અમે કેરિયર્સ પાસેથી અપેક્ષા રાખીએ છીએ.

અમે તેમની પાસેથી એવા સાધનો ઉછીના લઈએ છીએ જે એન્ટરપ્રાઈઝ ઉપભોક્તા તરીકે અમારા માટે ઉપયોગી થશે, આ બધું ભૌતિક વાતાવરણ પૂરું પાડવાના પ્રયાસમાં છે કે જેના પર આપણે આધાર રાખી શકીએ.

***

માર્ગ દ્વારા, 2020 ના નવા Huawei ઉત્પાદનો પર અમારા અસંખ્ય વેબિનાર્સ વિશે ભૂલશો નહીં, જે ફક્ત રશિયન-ભાષાના સેગમેન્ટમાં જ નહીં, પરંતુ વૈશ્વિક સ્તરે પણ છે. આવનારા અઠવાડિયા માટે વેબિનારની યાદી અહીં ઉપલબ્ધ છે કડી.

સોર્સ: www.habr.com