{"id":85029,"date":"2020-06-12T13:43:50","date_gmt":"2020-06-12T11:43:50","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/glubokoe-pogruzhenie-v-princzipy-raboty-wi-fi-6-ofdma-i-mu-mimo"},"modified":"2020-06-12T13:43:50","modified_gmt":"2020-06-12T11:43:50","slug":"glubokoe-pogruzhenie-v-princzipy-raboty-wi-fi-6-ofdma-i-mu-mimo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/administrirovanie\/glubokoe-pogruzhenie-v-princzipy-raboty-wi-fi-6-ofdma-i-mu-mimo","title":{"rendered":"Un'approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Nelle sue innovazioni, Huawei punta sul Wi-Fi 6. Le domande da parte di colleghi e clienti sul nuovo standard ci hanno spinto a scrivere un articolo sui fondamenti teorici e i principi fisici che lo sottendono. Dalla storia passeremo alla fisica, analizzando in dettaglio perch\u00e9 le tecnologie OFDMA e MU-MIMO siano cos\u00ec importanti. Discuteremo anche di come un ambiente fisico di trasmissione dati radicalmente rielaborato abbia consentito di ottenere una larghezza di banda garantita e una riduzione tale dei livelli complessivi di latenza che ora sono paragonabili a quelli delle reti \"operatore\". E tutto ci\u00f2 mentre le moderne reti basate sul 5G sono pi\u00f9 costose (in media da 20 a 30 volte) rispetto a reti indoor analoghe che utilizzano Wi-Fi 6.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/a1f673d6db16afb1b75b4bcce817ae50.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nPer Huawei, il tema non \u00e8 affatto secondario: le soluzioni con supporto Wi-Fi 6 sono tra i nostri prodotti pi\u00f9 innovativi del 2020, cui sono state dedicate enormi risorse. Ecco solo un esempio: le ricerche nel campo della scienza dei materiali ci hanno permesso di individuare una lega, il cui utilizzo nei componenti radio delle punti di accesso ha aumentato il rapporto 'segnale - rumore' di 2\u20133 dB: un riconoscimento speciale a Doron Ezri per questo traguardo.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/3ad062e891087a97c1fb042ec6bcb684.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Un po' di storia<\/h2>\n<p>\nL'industria del Wi-Fi merita di essere tracciata a partire dal 1971, quando presso l'Universit\u00e0 delle Hawai, il professor Norman Abramson e un gruppo di colleghi hanno sviluppato, costruito e lanciato una rete wireless di trasmissione dati chiamata ALOHAnet.<\/p>\n<p>Nel 1980, \u00e8 stato approvato un insieme di standard e protocolli IEEE 802, che descrivono l'organizzazione dei due livelli inferiori del modello di rete OSI a sette livelli. Ci sono voluti ben 17 anni prima del rilascio della prima versione 802.11.<\/p>\n<p>Con l'adozione nel 1997 dello standard 802.11, due anni prima della creazione dell'organizzazione Wi-Fi Alliance, la prima generazione della tecnologia di trasmissione dati wireless pi\u00f9 popolare al giorno d'oggi ha fatto il suo ingresso nel grande mondo. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/59db87fad264a297550ed2911b456191.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Standard IEEE 802. Generazioni Wi-Fi<\/h2>\n<p>\nIl primo standard effettivamente supportato su larga scala dai produttori di hardware \u00e8 stato l'802.11b. Come potete vedere, la frequenza delle innovazioni dalla fine del XX secolo \u00e8 stata abbastanza costante: per cambiamenti significativi serve tempo. Negli ultimi anni, il lavoro principale \u00e8 stato concentrato sul miglioramento dell'ambiente fisico di trasmissione del segnale. Per comprendere meglio le problematiche attuali del Wi-Fi, torniamo alle sue basi fisiche.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/2b3f01097f218c221e491a2589629901.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Rivisitiamo le basi!<\/h2>\n<p>\nLe onde radio sono un caso particolare delle onde elettromagnetiche \u2014 che si propagano da una sorgente di perturbazione del campo elettrico e magnetico. Sono caratterizzate da tre parametri principali: il vettore d'onda e i vettori di intensit\u00e0 dei campi elettrico e magnetico. Tutti e tre sono mutuamente perpendicolari tra loro. La frequenza dell'onda viene comunemente definita come il numero di oscillazioni ripetitive che avvengono in unit\u00e0 di tempo.<\/p>\n<p>Questi sono fatti ben conosciuti. Tuttavia, per arrivare alla fine, dobbiamo cominciare dall'inizio.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/0e87fd032cbf67eaad0c7af5ee084c75.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nSu una scala condizionale delle frequenze, la banda radio occupa la parte pi\u00f9 bassa (a bassa frequenza) dello spettro delle radiazioni elettromagnetiche. Comprende onde elettromagnetiche con frequenza di oscillazione da 3 Hz a 3000 GHz. Tutte le altre bande, compresa quella della luce visibile, hanno frequenze molto pi\u00f9 alte.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/139210f13343f9b9cc72b986a905bd60.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nMaggiore \u00e8 la frequenza, maggiore \u00e8 l'energia che pu\u00f2 essere trasmessa all'onda radio, tuttavia essa supera con difficolt\u00e0 gli ostacoli e si attenua pi\u00f9 rapidamente. Il contrario \u00e8 vero anche. Considerando queste caratteristiche, per il funzionamento del Wi-Fi sono state scelte due bande di frequenza principali: 2,4 GHz (banda di frequenza da 2,4000 a 2,4835 GHz) e 5 GHz (bande di frequenze 5,170\u20145,330, 5,490\u20145,730 e 5,735\u20145,835 GHz).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/edaa351760df9ee855da2f288dca42cd.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nLe onde radio si propagano in tutte le direzioni e, affinch\u00e9 i messaggi non interferiscano tra loro a causa dell'effetto di interferenza, la banda di frequenza \u00e8 suddivisa in segmenti ristretti \u2014 canali di diversa <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%83%D1%81%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F\">larghezza di banda<\/a><\/noindex>. Nello schema sopra, si pu\u00f2 vedere che i canali 1 e 2 vicini con una larghezza di banda di 20 MHz interferiranno tra loro, mentre 1 e 6 non interferiranno.<\/p>\n<p>Il segnale all'interno del canale viene trasmesso tramite onde radio a una determinata frequenza portante. Per trasmettere informazioni, i parametri dell'onda possono essere <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F\">modulati<\/a><\/noindex> in frequenza, ampiezza o fase.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/93ee016f4833fdf59852d561d15517b7.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Separazione dei canali nelle bande di frequenza Wi-Fi<\/h2>\n<p>\nLa banda di frequenza da 2,4 GHz \u00e8 suddivisa in 14 canali parzialmente sovrapposti di larghezza ottimale di 20 MHz. Un tempo si pensava che questo fosse sufficiente per organizzare una rete wireless complessa. Presto si \u00e8 scoperto che la capacit\u00e0 della banda si esauriva rapidamente, quindi \u00e8 stato aggiunto il range di 5 GHz, la cui capacit\u00e0 spettrale \u00e8 notevolmente superiore. In questo range, oltre ai canali da 20 MHz, \u00e8 possibile assegnare canali di larghezza 40 e 80 MHz.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/847b3483f6cf8c0bbf0d201c7447147a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nPer un ulteriore aumento dell'efficienza nell'uso dello spettro delle radiofrequenze, al giorno d'oggi viene ampiamente utilizzata la tecnologia di multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/OFDM\">OFDM<\/a><\/noindex>).<\/p>\n<p>Consiste nell'utilizzare, oltre alla portante principale, anche pi\u00f9 portanti secondarie nello stesso canale, permettendo cos\u00ec la trasmissione simultanea dei dati. L'OFDM consente di distribuire il traffico in modo abbastanza conveniente e 'granulare', ma a causa della sua et\u00e0 conserva ancora alcuni svantaggi significativi. Tra questi ci sono i principi di funzionamento del protocollo di rete CSMA\/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), secondo i quali in determinati momenti su una portante e una portante secondaria pu\u00f2 lavorare solo un utente.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/854af04dea5fa435d3b6c368edab5fb8.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Flussi spaziali<\/h2>\n<p>\nUn modo importante per aumentare la capacit\u00e0 di una rete wireless \u00e8 l'uso di flussi spaziali.<\/p>\n<p>Un punto di accesso ospita diversi moduli radio (uno, due o pi\u00f9) collegati a un certo numero di antenne. Queste antenne trasmettono secondo uno specifico schema e modulazione, e noi riceviamo le informazioni inviate attraverso il mezzo wireless. Un flusso spaziale pu\u00f2 formarsi tra un'antenna fisica specifica (modulo radio) del punto di accesso e il dispositivo dell'utente. Grazie a ci\u00f2, il volume totale delle informazioni trasmesse dal punto di accesso aumenta in proporzione al numero di flussi (antenne). <\/p>\n<p>Secondo gli attuali standard, nella banda 2,4 GHz \u00e8 possibile implementare fino a quattro flussi spaziali, mentre nella banda 5 GHz fino a otto.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/08ff053be6a8d5da7a47c29f82fc80da.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIn passato, quando lavoravamo nelle bande a 2,4 e 5 GHz, ci basavamo solo sul numero di moduli radio. La presenza di un secondo modulo radio offriva una maggiore flessibilit\u00e0, consentendo ai vecchi dispositivi degli utenti di funzionare sulla frequenza di 2,4 GHz e ai nuovi sulla frequenza di 5 GHz. Con l'introduzione di un terzo e ulteriori moduli radio, sono emersi alcuni problemi. Gli elementi emittenti tendono a interferire tra loro, aumentando il costo del dispositivo a causa della necessit\u00e0 di una progettazione pi\u00f9 accurata e di dotare l'access point di filtri di compensazione. Solo di recente \u00e8 stato possibile mantenere simultaneamente 16 flussi spaziali su un singolo access point.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/a0b8c9e4dfeb8226f0cbf20e0f4168ab.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Velocit\u00e0 pratica e teorica<\/h2>\n<p>\nA causa dei meccanismi operativi dell'OFDM, non siamo stati in grado di ottenere la massima capacit\u00e0 di rete. I calcoli teorici per l'implementazione pratica dell'OFDM risalgono a molto tempo fa e sono stati condotti solo in ambienti ideali, dove ci si aspettava un rapporto segnale-rumore (SNR) abbastanza alto e una probabilit\u00e0 di errore per bit (BER) prevedibile. Nelle attuali condizioni di forte rumorosit\u00e0 delle bande radio che ci interessano, i risultati sulla capacit\u00e0 delle reti basate su OFDM sono sorprendentemente bassi. E il protocollo ha continuato a portare con s\u00e9 questi difetti fino a quando la tecnologia OFDMA (accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale) non \u00e8 intervenuta a supporto. Di essa parleremo oltre.<\/p>\n<h2>Parliamo di antenne<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/81736055edbd08bc6faa05b9c997f015.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nCome sapete, ogni antenna ha un guadagno, in base al quale si forma il pattern spaziale di diffusione del segnale (beamforming) con una certa area di copertura (escludiamo la riflessione dei segnali, ecc.). Su questo si sono sempre basate le considerazioni dei progettisti riguardo a dove devono essere posizionati i punti di accesso. A lungo, la forma del pattern \u00e8 rimasta invariata, aumentando o diminuendo proporzionalmente alle caratteristiche dell'antenna.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/d098c49bdb87b57a56bf6da61c558364.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nGli elementi delle antenne moderne stanno diventando sempre pi\u00f9 gestibili e consentono di modificare dinamicamente il pattern spaziale di diffusione del segnale in tempo reale.<\/p>\n<p>A sinistra, nella parte superiore, \u00e8 mostrato il principio di diffusione delle onde radio utilizzando un'antenna omnidirezionale standard. Aumentando la potenza del segnale, potevamo modificare solo il raggio di copertura, senza la possibilit\u00e0 di influire significativamente sulla qualit\u00e0 dell'uso del canale \u2014 KQI (Key Quality Indicators). Questo indicatore \u00e8 estremamente importante per organizzare la connessione in condizioni di frequente movimento del dispositivo utente in un ambiente wireless.<\/p>\n<p>La soluzione al problema \u00e8 stata l'implementazione di un gran numero di piccole antenne, il cui carico pu\u00f2 essere regolato in tempo reale, creando modelli di diffusione a seconda della posizione spaziale dell'utente. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/e7a24d744423300815f888932150fb3d.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIn questo modo siamo riusciti ad avvicinarci all'implementazione della tecnologia MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output). Grazie a questa tecnologia, il punto di accesso pu\u00f2 formare flussi di emissione diretti verso i dispositivi degli utenti in qualsiasi momento.<\/p>\n<h2>Dalla fisica agli standard 802.11<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/833667b9f0e8d4abc170a0876ce6f632.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nCon l'evoluzione degli standard Wi-Fi, sono cambiate le modalit\u00e0 operative con il livello fisico della rete. L'uso di meccanismi di modulazione diversi ha reso possibile, a partire dalle versioni 802.11g\/n, di inserire un numero significativamente maggiore di informazioni in un singolo slot temporale e, di conseguenza, di gestire un numero superiore di utenti. Questo \u00e8 stato raggiunto anche grazie all'uso dei flussi spaziali. La nuova flessibilit\u00e0 riguardante la larghezza di banda ha permesso di formare un numero maggiore di risorse per MIMO.<\/p>\n<p>L'anno prossimo \u00e8 previsto l'approvazione dello standard Wi-Fi 7. Cosa cambier\u00e0 con la sua introduzione? Oltre al consueto aumento della velocit\u00e0 e all'aggiunta della banda a 6 GHz, ci sar\u00e0 la possibilit\u00e0 di lavorare con ampi canali aggregati, come 320 MHz. Questo \u00e8 particolarmente interessante nell'ambito dell'applicazione industriale.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/8abb4c093b4273af89e4338658f9ff31.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>La capacit\u00e0 teorica di Wi-Fi 6<\/h2>\n<p>\nLa formula teorica per calcolare la velocit\u00e0 nominale di Wi-Fi 6 \u00e8 piuttosto complessa e dipende da vari parametri, a partire dal numero di flussi spaziali fino alle informazioni che possiamo inserire nella portante (o portanti, se ce ne sono pi\u00f9 di una) in un'unit\u00e0 di tempo.<\/p>\n<p>Come potete vedere, molto dipende dai flussi spaziali. Infatti, in passato, l'aumento del loro numero combinato con l'uso dello STC (Space-Time Coding) e dell'MRC (Maximum Ratio Combining) peggiorava le prestazioni della soluzione wireless nel complesso.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/a9c4a43b85a3635eaa01a2f40345dd08.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Nuove tecnologie chiave per il livello fisico<\/h2>\n<p>\nPassiamo alle tecnologie chiave per il livello fisico \u2014 e iniziamo con il primo livello del modello di rete OSI.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/87e924ee0455f4956e372d462a089887.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nRicordiamo che nell'OFDM viene utilizzato un certo numero di portanti che, senza interferire l'una con l'altra, possono trasmettere un certo volume di informazioni. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/8a262d3d02891dea6f0102c52852cf3d.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nNell'esempio utilizziamo la frequenza di 5,220 GHz, che ospita 48 sottocanali. Aggregando questo canale, otterremo un numero maggiore di portanti, ciascuna delle quali applica il proprio schema di modulazione.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/da88e2e59f4f2016cc4b8f1d071ddd28.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nNel Wi-Fi 5 si utilizza la modulazione d'amplitude in quadratura 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), che consente di formare, all'interno della frequenza portante, un campo di 16 x 16 punti, differenziati per ampiezza e fase. Il problema \u00e8 che in ciascun momento solo una stazione pu\u00f2 trasmettere sulla frequenza portante.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/0adad807c784b82db3c606aa2b72a67f.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIl multiplexing con separazione ortogonale delle frequenze (OFDMA) proviene dal mondo degli operatori di telefonia mobile, si \u00e8 diffuso insieme al LTE ed \u00e8 utilizzato per organizzare il downlink (canale di comunicazione verso l'abbonato). Consente di lavorare con il canale a livello di cosiddetti unit\u00e0 di risorse. Queste unit\u00e0 aiutano a suddividere un blocco in un certo numero di componenti. All'interno del blocco, possiamo non lavorare rigorosamente con uno dei singoli elementi trasmittenti (utente o punto di accesso) in ogni momento, ma combinare decine di elementi. Questo consente di ottenere risultati notevoli.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/04b67b23cecb7f344bb2939bb9ac37fb.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/16d94d57546ec50f3d06953e06b4d079.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Collegamento semplice dei canali nel Wi-Fi 6<\/h2>\n<p>\nIl bonding dei canali nel Wi-Fi 6 consente di ottenere canali combinati con larghezze da 20 a 160 MHz. Non \u00e8 necessario che i canali siano nelle bande vicine. Ad esempio, un canale pu\u00f2 provenire dalla banda 5,17 GHz e un altro dalla banda 5,135 GHz. Questo permette di costruire un ambiente radio flessibile anche in presenza di forti interferenze o in vicinanza di altre stazioni a emissione continua.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/69c319cc01a7eba059896c076e985142.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Da SIMO a MIMO<\/h2>\n<p>\nIl metodo MIMO non \u00e8 sempre stato con noi. In passato, le telecomunicazioni mobili dovevano limitarsi alla modalit\u00e0 SIMO, che prevedeva che la stazione dell'utente avesse pi\u00f9 antenne, lavorando simultaneamente per ricevere informazioni. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/4cba4cd72c8aaba5c86d5dedfd02b6e6.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIl MU-MIMO \u00e8 progettato per trasmettere informazioni agli utenti utilizzando l'intero parco antenne disponibile. Ci\u00f2 elimina le limitazioni precedentemente imposte dal protocollo CSMA\/CA, relative all'invio di token per la trasmissione ai dispositivi degli utenti. Ora gli utenti si uniscono in gruppi e ogni membro del gruppo riceve la propria porzione delle risorse dell'antenna della rete, anzich\u00e9 aspettare il proprio turno.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/736c90a63f7bfefc287f95fb3b62792a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Formazione del fascio radio<\/h2>\n<p>\nUna regola importante nel funzionamento del MU-MIMO \u00e8 mantenere un modo di operare dell'array di antenne che non porti a sovrapposizioni delle onde radio e alla perdita di informazioni a causa dell'interferenza di fase.<\/p>\n<p>Ci\u00f2 richiede calcoli matematici complessi sul lato dell'access point. Se il terminale supporta questa funzione, il MU-MIMO consente al terminale di comunicare all'access point con quale ritardo riceve il segnale su ogni specifica antenna. L'access point, a sua volta, adatta le proprie antenne per formare un raggio ottimamente direzionato.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/38d80d5d33e6b6c9d5095e39df118d70.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Qual \u00e8 il vantaggio complessivo di questo?<\/h2>\n<p>\nI cerchi bianchi con i numeri nella tabella indicano gli attuali scenari di utilizzo del Wi-Fi delle generazioni precedenti. I cerchi blu (vedi illustrato sopra) descrivono le capacit\u00e0 del Wi-Fi 6, mentre i cerchi grigi rappresentano un futuro prossimo.<\/p>\n<p>I principali vantaggi offerti dalle nuove soluzioni con supporto OFDMA sono legati alle unit\u00e0 di risorse implementate a un livello simile al TDM (Time Division Multiplexing). In precedenza, questo non era presente nel Wi-Fi. Questo consente un controllo preciso della larghezza di banda allocata, garantendo un tempo di propagazione minimo del segnale attraverso il mezzo e il livello di affidabilit\u00e0 richiesto. Nessuno ha dubbi che l'affidabilit\u00e0 del Wi-Fi necessiti di miglioramenti.<\/p>\n<p>La storia si sviluppa a spirale, e la situazione attuale \u00e8 simile a quella che si \u00e8 verificata in passato intorno all'Ethernet. Gi\u00e0 allora si era affermata la convinzione che l'ambiente di trasmissione CSMA\/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) non garantisse alcuna larghezza di banda assicurata. E cos\u00ec \u00e8 continuato fino al passaggio a IEEE 802.3z.<\/p>\n<p>Per quanto riguarda i modelli generali di applicazione, come potete vedere, con ogni generazione di Wi-Fi aumentano gli scenari di utilizzo, sempre pi\u00f9 sensibili ai ritardi, alla totale <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%94%D0%B6%D0%B8%D1%82%D1%82%D0%B5%D1%80\">jitters<\/a><\/noindex> e all'affidabilit\u00e0.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/d0840c3eb7544f903075d51c2e176b0a.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>E di nuovo sull'ambiente fisico<\/h2>\n<p>\nOra parliamo di come si forma il nuovo ambiente fisico. L'uso di CSMA\/CA e OFDM, con l'aumento del numero di punti attivi (Active STA), portava a una notevole diminuzione della larghezza di banda del canale a 20 megahertz. Questo era dovuto alle tecnologie non proprio all'avanguardia di STC (Space-Time Coding) e MRC (Maximum Ratio Combining).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/f0eaaaaff340c4a77c2fb47453e99c38.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nL'OFDMA, grazie all'uso delle unit\u00e0 di risorse, pu\u00f2 interagire in modo efficace con stazioni distanti e a bassa potenza. Otteniamo la possibilit\u00e0 di operare in un'unica banda portante con utenti che consumano volumi di risorse differenti. Un utente pu\u00f2 occupare un'unit\u00e0, mentre un altro pu\u00f2 occupare tutte le restanti.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/7c5888e4a56e68fa06189cf1a80462f1.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<\/p>\n<h2>Perch\u00e9 prima non c'era OFDMA?<\/h2>\n<p>\nE infine, la domanda principale: perch\u00e9 prima non c'era OFDMA? Stranamente, tutto si riduceva ai soldi.<\/p>\n<p>A lungo si \u00e8 ritenuto che il prezzo di un modulo Wi-Fi dovesse essere minimale. Quando il protocollo \u00e8 stato lanciato in commercio nel 1997, \u00e8 stata decisa una soglia di costo di produzione di un modulo non superiore a $1. Di conseguenza, lo sviluppo della tecnologia ha seguito un percorso non ottimale. Qui non consideriamo l'operatore LTE, dove l'OFDMA \u00e8 gi\u00e0 utilizzato da bastante tempo. <\/p>\n<p>Alla fine, il gruppo di lavoro sul Wi-Fi ha deciso di prendere questi sviluppi dal mondo degli operatori di telecomunicazioni e trasferirli nel mondo delle reti aziendali. L'obiettivo principale \u00e8 stato quello di passare all'uso di componenti di migliore qualit\u00e0, come filtri ed oscillatori.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/ececca89a679e30db6090593a52fcecb.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nPerch\u00e9 ci \u00e8 stato cos\u00ec difficile lavorare con le vecchie codifiche MRC, sia con interferenza che senza? Perch\u00e9 il meccanismo di formazione del fascio MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) aumentava drasticamente il numero di errori non appena cercavamo di combinare un gran numero di punti di trasmissione. L'OFDMA ha dimostrato che il problema \u00e8 risolvibile.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/0ae0c4646cbe55d183ae8d3d0c8016c4.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nLa lotta contro le interferenze \u00e8 ora basata sulla matematica. Se la finestra di trasmissione \u00e8 abbastanza lunga, le interferenze dinamiche risultanti possono causare problemi. I nuovi algoritmi consentono di evitarle, riducendo l'influenza non solo delle interferenze legate alla trasmissione Wi-Fi, ma anche di qualsiasi altra che si verifichi in questa gamma.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Un&#039;approfondita esplorazione dei principi del Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/6bf3f92f2762cc7d85ab350655819c1f.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nGrazie alla lotta adattativa contro le interferenze, possiamo ottenere un guadagno fino a 11 dB anche in ambienti complessi e eterogenei. L'uso delle soluzioni algoritmiche proprietarie di Huawei ha permesso di ottenere una seria ottimizzazione proprio dove \u00e8 necessario, nelle soluzioni indoor. Ci\u00f2 che funziona bene nel 5G non \u00e8 necessariamente efficace nell'ambiente Wi-Fi 6. Gli approcci Massive MIMO e MU-MIMO differiscono nel caso delle soluzioni indoor e outdoor. Dove richiesto, \u00e8 opportuno utilizzare soluzioni costose come nel 5G. Ma sono necessari anche altri approcci, come il Wi-Fi 6, in grado di fornire latenze e altre misure che ci aspettiamo dagli operatori di telecomunicazioni.<\/p>\n<p>Adottiamo quegli strumenti che saranno utili per noi come consumatori aziendali, e tutto ci\u00f2 per garantire un ambiente fisico su cui si pu\u00f2 contare.<\/p>\n<h2>***<\/h2>\n<p>\nA proposito, non dimenticate i nostri numerosi webinar sulle novit\u00e0 Huawei del 2020, condotti non solo nel segmento di lingua russa, ma anche a livello globale. L'elenco dei webinar per le prossime settimane \u00e8 disponibile su <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/e.huawei.com\/ru\/special_topic\/event\/2020q1\/ru-webinar-schedule-2020\">link<\/a><\/noindex>.<br \/>\n<br \/>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/huawei\/blog\/506306\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u0441\u0432\u043e\u0438\u0445 \u0440\u0430\u0437\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u043a\u0430\u0445 Huawei \u0434\u0435\u043b\u0430\u0435\u0442 \u0441\u0442\u0430\u0432\u043a\u0443 \u043d\u0430 Wi-Fi 6. \u0418 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441\u044b \u043e\u0442 \u043a\u043e\u043b\u043b\u0435\u0433 \u0438 \u0437\u0430\u043a\u0430\u0437\u0447\u0438\u043a\u043e\u0432 \u043e \u043d\u043e\u0432\u043e\u043c \u043f\u043e\u043a\u043e\u043b\u0435\u043d\u0438\u0438 \u0441\u0442\u0430\u043d\u0434\u0430\u0440\u0442\u0430 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