{"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":"Approfondimento sui principi di funzionamento di Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Nelle sue sviluppi, Huawei punta su Wi-Fi 6. Le domande da colleghi e clienti sul nuovo standard di generazione ci hanno spinto a scrivere un post sulle basi teoriche e sui principi fisici che lo sottendono. Passeremo dalla storia alla fisica, analizzando in dettaglio perch\u00e9 le tecnologie OFDMA e MU-MIMO siano necessarie. Parleremo anche di come un ambiente di trasmissione dei dati significativamente riprogettato abbia permesso di ottenere una capacit\u00e0 di banda garantita e una riduzione generale della latenza tale da diventare comparabile con quella degli operatori. E questo nonostante le reti moderne basate su 5G siano pi\u00f9 costose (in media 20-30 volte) rispetto a reti indoor analoghe basate su Wi-Fi 6.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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, l'argomento non \u00e8 affatto banale: le soluzioni con supporto per Wi-Fi 6 sono tra i nostri prodotti pi\u00f9 innovativi nel 2020, in cui sono stati investiti enormi risorse. Ecco solo un esempio: la ricerca nel campo della scienza dei materiali ci ha permesso di selezionare una lega il cui utilizzo negli elementi radio delle access point ha aumentato il rapporto 'segnale - rumore' di 2-3 dB: ci inchiniamo con rispetto davanti a Doron Ezri per questo risultato.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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>\nLa storia del Wi-Fi ha senso tracciarla dal 1971, quando all'Universit\u00e0 delle Hawaii il professor Norman Abramson, insieme a un gruppo di colleghi, ha sviluppato, costruito e lanciato una rete wireless di trasmissione dati a pacchetto chiamata ALOHAnet.<\/p>\n<p>Nel 1980 fu approvato un gruppo di standard e protocolli IEEE 802, che descrivono l\u2019organizzazione dei due strati inferiori del modello di rete a sette strati OSI. Ci sono voluti ben 17 anni prima del rilascio della prima versione di 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 di oggi ha fatto il suo ingresso nel grande mondo. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 di Wi-Fi<\/h2>\n<p>\nIl primo standard effettivamente supportato in massa dai produttori di attrezzature \u00e8 stato l'802.11b. Come puoi vedere, la frequenza delle innovazioni dalla fine del XX secolo \u00e8 stata piuttosto stabile: per cambiamenti qualitativi \u00e8 necessario tempo. Negli ultimi anni, il lavoro principale si \u00e8 concentrato sul miglioramento dell'ambiente fisico di trasmissione del segnale. Per comprendere meglio l'attuale problematica del Wi-Fi, facciamo riferimento alle sue basi fisiche.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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>Ricordiamo le basi!<\/h2>\n<p>\nLe onde radio sono un caso particolare delle onde elettromagnetiche, che si propagano da una sorgente di perturbazioni del campo elettrico e magnetico. Si caratterizzano per tre parametri principali: il vettore d'onda e i vettori di intensit\u00e0 dei campi elettrico e magnetico. Tutti e tre sono tra loro ortogonali. La frequenza dell'onda \u00e8 definita come il numero di oscillazioni ripetute che si verificano in unit\u00e0 di tempo.<\/p>\n<p>Questi sono fatti ben noti. Tuttavia, per arrivare alla fine, dobbiamo iniziare dall'inizio.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 convenzionale delle bande di frequenza delle radiazioni elettromagnetiche, la banda radio occupa la parte pi\u00f9 bassa (a bassa frequenza). Comprende onde elettromagnetiche con frequenze di oscillazione da 3 Hz a 3000 GHz. Tutte le altre bande, compresa la luce visibile, hanno frequenze molto pi\u00f9 elevate.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di Wi-Fi 6: OFDMA e MU-MIMO\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/139210f13343f9b9cc72b986a905bd60.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nPi\u00f9 alta \u00e8 la frequenza, maggiore \u00e8 l'energia che pu\u00f2 essere trasmessa all'onda radio, ma contemporaneamente diventa pi\u00f9 difficile superare gli ostacoli e tende a dissiparsi pi\u00f9 rapidamente. Vale anche il contrario. Tenendo conto di queste caratteristiche, sono state scelte due bande di frequenza principali per il Wi-Fi: 2,4 GHz (banda di frequenza da 2,4000 a 2,4835 GHz) e 5 GHz (bande di frequenza 5,170\u20145,330, 5,490\u20145,730 e 5,735\u20145,835 GHz).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 si influenzino a vicenda a causa dell'effetto di interferenza, la banda di frequenza \u00e8 solitamente suddivisa in segmenti ristretti \u2014 canali con una certa <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\">banda passante<\/a><\/noindex>. Nello schema sopra, si pu\u00f2 vedere che i canali 1 e 2 vicini con una banda passante di 20 MHz interferiranno tra loro, mentre i canali 1 e 6 non lo faranno.<\/p>\n<p>Il segnale all'interno del canale viene trasmesso tramite onde radio a una precisa frequenza portante. Per trasmettere informazioni, i parametri dell'onda possono <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\">essere modulati<\/a><\/noindex> in frequenza, ampiezza o fase.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 del Wi-Fi<\/h2>\n<p>\nLa banda di frequenza 2,4 GHz \u00e8 suddivisa in 14 canali parzialmente sovrapposti di larghezza ottimale \u2014 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 stata aggiunta la banda a 5 GHz, la cui capacit\u00e0 spettrale \u00e8 molto maggiore. In essa, oltre ai canali a 20 MHz, \u00e8 possibile assegnare canali di larghezza 40 e 80 MHz.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 aumentare ulteriormente l'efficacia dell'uso dello spettro delle radiofrequenze, attualmente viene ampiamente utilizzata la tecnologia di multiplexing a divisione ortogonale delle frequenze (<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/OFDM\">OFDM<\/a><\/noindex>).<\/p>\n<p>). Essa implica l'uso, oltre alla frequenza portante, di diverse frequenze sottocanale all'interno dello stesso canale, consentendo la trasmissione parallela dei dati. L'OFDM permette una distribuzione del traffico in un modo piuttosto comodo e \"granulare\", ma a causa della sua antichit\u00e0 conserva alcuni significativi svantaggi. Tra esses, i principi di funzionamento del protocollo di rete CSMA\/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), in base ai quali in determinati momenti su una portante e un sottocanale pu\u00f2 operare solo un utente.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 dei flussi spaziali.<\/p>\n<p>Il punto di accesso possiede diversi moduli radio (uno, due o pi\u00f9), che sono collegati a un certo numero di antenne. Queste antenne emettono seguendo uno schema di modulazione stabilito, e noi riceviamo le informazioni trasmesse attraverso il mezzo wireless. Un flusso spaziale pu\u00f2 formarsi tra una specifica antenna fisica (modulo radio) del punto di accesso e il dispositivo utente. Grazie a ci\u00f2, il volume totale di informazioni trasmesse dal punto di accesso aumenta proporzionalmente al numero di flussi (antenne). <\/p>\n<p>Secondo gli attuali standard, nella banda di 2,4 GHz \u00e8 possibile realizzare fino a quattro flussi spaziali, nella banda di 5 GHz - fino a otto.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 di frequenze 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 delle utenze di funzionare alla frequenza di 2,4 GHz, mentre i nuovi operavano a 5 GHz. Con l'introduzione del terzo e dei successivi moduli radio, sono sorte alcune problematiche. Gli elementi irradianti tendono a creare interferenze tra di loro, aumentando il costo del dispositivo a causa della necessit\u00e0 di una progettazione e di un equipaggiamento pi\u00f9 accurati del punto di accesso con filtri compensativi. Dunque, solo di recente \u00e8 diventato possibile mantenere simultaneamente 16 flussi spaziali su un singolo punto di accesso.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 di funzionamento dell'OFDM, non riuscivamo a ottenere la massima larghezza di banda della rete. I calcoli teorici per l'implementazione pratica dell'OFDM sono stati effettuati molto tempo fa e solo in relazione a ambienti ideali, dove si prevedevano valori sufficientemente alti del rapporto 'segale - rumore' (SNR) e probabilit\u00e0 di errore per bit (BER). Nelle attuali condizioni di forte rumore di tutti gli spettri radiofrequenza che ci interessano, i valori di larghezza di banda delle reti basate su OFDM sono sorprendentemente bassi. E il protocollo fino a poco tempo fa continuava a presentare questi difetti, fino a quando la tecnologia OFDMA (accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale) non \u00e8 intervenuta a risolverli. Di questa parleremo pi\u00f9 avanti.<\/p>\n<h2>Parliamo delle antenne<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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, a seconda del quale si forma un pattern spaziale di diffusione del segnale (beamforming) con una certa area di copertura (non teniamo conto della riflessione dei segnali, ecc.). Su questo si sono sempre basate le argomentazioni dei progettisti riguardo a dove dovrebbero essere posizionati i punti di accesso. A lungo, la forma del pattern \u00e8 rimasta invariata e si \u00e8 solamente aumentata o diminuita proporzionalmente alle caratteristiche dell\u2019antenna.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 antenna moderni stanno diventando sempre pi\u00f9 controllabili e consentono di modificare dinamicamente il pattern spaziale di diffusione del segnale in tempo reale.<\/p>\n<p>A sinistra, nell'immagine in alto, \u00e8 mostrato il principio di propagazione delle onde radio utilizzando un'antenna omni-direzionale standard. Aumentando la potenza del segnale, potevamo modificare solo il raggio di copertura in assenza della possibilit\u00e0 di influenzare significativamente la qualit\u00e0 dell'utilizzo del canale \u2014 KQI (Key Quality Indicators). Questo indicatore \u00e8 estremamente importante nell'organizzazione delle comunicazioni in condizioni di frequente spostamento del dispositivo dell'abbonato in un ambiente wireless.<\/p>\n<p>La soluzione al problema \u00e8 stata l'applicazione di un gran numero di piccole antenne, il cui carico pu\u00f2 essere regolato in tempo reale, formando modelli di propagazione in base alla posizione spaziale dell'utente. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 si \u00e8 potuto avvicinarsi all'applicazione della tecnologia MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output). Grazie a essa, il punto di accesso forma in qualsiasi momento fasci di emissione diretti proprio verso i dispositivi degli abbonati.<\/p>\n<h2>Dalla fisica agli standard 802.11<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 lo sviluppo degli standard Wi-Fi sono cambiati i principi di lavoro con il livello fisico della rete. L'uso di altri meccanismi di modulazione ha reso possibile \u2014 a partire dalle versioni 802.11g\/n \u2014 trasmettere un numero molto maggiore di informazioni in un time-slot e, di conseguenza, lavorare con un numero maggiore di utenti. Inoltre, ci\u00f2 \u00e8 stato raggiunto grazie all'utilizzo di flussi spaziali. La nuova flessibilit\u00e0 riguardo alla larghezza di banda ha consentito 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 il suo arrivo? Oltre al consueto incremento di velocit\u00e0 e all'aggiunta della banda 6 GHz, ci sar\u00e0 la possibilit\u00e0 di lavorare con ampi canali aggregati, come quelli da 320 MHz. Questo \u00e8 particolarmente interessante nel contesto di applicazioni industriali.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 funzionamento di Wi-Fi 6 \u00e8 abbastanza complessa e dipende da molti parametri, a partire dal numero di flussi spaziali e finendo con le informazioni che possiamo inserire in una portante (o portanti, se sono pi\u00f9 di una) in un'unit\u00e0 di tempo.<\/p>\n<p>Come potete vedere, molto dipende dai flussi spaziali. E in passato, l'aumento del loro numero combinato con l'uso di STC (Space-Time Coding) e MRC (Maximum Ratio Combining) peggiorava le prestazioni della soluzione wireless nel suo complesso.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 di livello fisico<\/h2>\n<p>\nPassiamo alle tecnologie chiave del livello fisico \u2014 iniziamo con il primo livello del modello di rete OSI.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 numero definito di sotto-portanti, le quali, senza interferire tra loro, possono trasmettere una certa quantit\u00e0 di informazioni. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 gamma di 5,220 GHz, che include 48 sotto-canali. Aggregando questo canale, otterremo un numero maggiore di sotto-portanti, ognuna delle quali utilizza un proprio schema di modulazione.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 viene utilizzata la modulazione quadrata 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), che consente di formare all'interno della frequenza portante in un singolo time slot un campo di 16 x 16 punti, che differiscono per ampiezza e fase. Il disagio sta nel fatto che in ogni singolo momento solo una stazione pu\u00f2 trasmettere sulla frequenza portante.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 divisione ortogonale della frequenza dei canali (OFDMA) proviene dal mondo degli operatori di telefonia mobile, ha preso piede insieme al LTE ed \u00e8 utilizzato per l'organizzazione del downlink (canale di comunicazione verso l'utente). 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 di un blocco possiamo non lavorare in modo rigoroso con un singolo elemento emittente (utente o punto di accesso), ma combinare decine di elementi. Questo permette di ottenere risultati notevoli.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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>Connessione semplice dei canali nel Wi-Fi 6<\/h2>\n<p>\nLa connessione dei canali (Channel Bonding) nel Wi-Fi 6 consente di ottenere canali unificati con larghezze comprese tra 20 e 160 MHz. Inoltre, non \u00e8 necessario che la connessione avvenga in gamme adiacenti. Ad esempio, un blocco pu\u00f2 provenire dalla gamma di 5,17 GHz, mentre il secondo dalla gamma di 5,135 GHz. Questo consente di costruire flessibilmente l'ambiente radio anche in presenza di forti fattori di interferenza o in prossimit\u00e0 di altre stazioni emittenti costantemente.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 stato sempre con noi. In passato, le comunicazioni mobili dovevano limitarsi alla modalit\u00e0 SIMO, che prevedeva la presenza di pi\u00f9 antenne sulla stazione utente, tutte attive nel ricevere informazioni. <\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 attuale. Questo supera le limitazioni precedentemente imposte dal protocollo CSMA\/CA, relative all'invio di token agli dispositivi degli abbonati per la trasmissione. Ora gli utenti possono unirsi in gruppi e ogni partecipante al gruppo riceve la propria parte delle risorse del parco antenne del punto di accesso, invece di aspettare il proprio turno.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 del funzionamento del MU-MIMO \u00e8 mantenere un regime di lavoro del parco antenne tale da non provocare sovrapposizioni delle onde radio e perdite di informazioni dovute alla somma delle fasi.<\/p>\n<p>Ci\u00f2 richiede complessi calcoli matematici da parte del punto di accesso. Se il terminale supporta questa funzione, il MU-MIMO gli consente di comunicare al punto di accesso con quale ritardo riceve il segnale su ciascuna antenna specifica. E il punto di accesso, a sua volta, regola le proprie antenne per formare un fascio direzionale ottimale.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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>Cosa ci offre tutto questo nel complesso?<\/h2>\n<p>\nNella tabella, i cerchi bianchi con numeri indicano gli scenari attuali di utilizzo del Wi-Fi delle generazioni precedenti. I cerchi blu (vedi illustrazione sopra) descrivono le capacit\u00e0 del Wi-Fi 6, mentre quelli grigi rappresentano il futuro prossimo.<\/p>\n<p>I principali vantaggi degli nuovi sistemi che supportano l'OFDMA riguardano le unit\u00e0 di risorsa implementate a un livello simile al TDM (Time Division Multiplexing). In precedenza, il Wi-Fi non prevedeva tali possibilit\u00e0. Questo consente di controllare in modo chiaro la larghezza di banda assegnata, garantendo un tempo minimo di attraversamento del segnale attraverso l'ambiente e il livello richiesto di affidabilit\u00e0. Del resto, nessuno dubita che i parametri di affidabilit\u00e0 del Wi-Fi richiedano miglioramenti.<\/p>\n<p>La storia procede a spirale e la situazione attuale assomiglia a quella che si era creata in passato attorno all'Ethernet. Gi\u00e0 allora ci si rese conto che l'ambiente di trasmissione CSMA\/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) non offriva alcuna garanzia di larghezza di banda. E cos\u00ec fu fino al passaggio all'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, al jitter generale <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/%D0%94%D0%B6%D0%B8%D1%82%D1%82%D0%B5%D1%80\">jitter<\/a><\/noindex> e all'affidabilit\u00e0.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 sul mezzo fisico<\/h2>\n<p>\nOra, parliamo di cosa costituisce il nuovo mezzo fisico. Con l'uso di CSMA\/CA e OFDM, l'aumento del numero di punti attivi (Active STA) ha portato a una significativa diminuzione della larghezza di banda del canale a 20 megahertz. Questo era legato a quanto gi\u00e0 detto: le tecnologie non pi\u00f9 nuove come STC (Space-Time Coding) e MRC (Maximum Ratio Combining).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 risorsa, pu\u00f2 interagire in modo efficace con stazioni lontane e a bassa potenza. Otteniamo la possibilit\u00e0 di lavorare nella stessa banda portante con utenti che consumano diverse quantit\u00e0 di risorse. Un utente pu\u00f2 utilizzare un'unit\u00e0, mentre un altro pu\u00f2 utilizzare tutte le altre.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 non c'era OFDMA prima?<\/h2>\n<p>\nE infine, la domanda principale: perch\u00e9 non c'era OFDMA prima? Stranamente, tutto si riduceva a un problema di denaro.<\/p>\n<p>A lungo si \u00e8 pensato che il costo del modulo Wi-Fi dovesse essere minimo. Quando il protocollo \u00e8 stato lanciato in commercio nel 1997, si \u00e8 deciso che il costo di produzione di tale modulo non poteva superare 1 dollaro. Di conseguenza, lo sviluppo della tecnologia ha seguito una strada non ottimale. Qui non consideriamo l'LTE degli operatori, dove l'OFDMA \u00e8 gi\u00e0 utilizzato da tempo. <\/p>\n<p>Alla fine, il gruppo di lavoro Wi-Fi ha deciso di prendere questi sviluppi dal mondo degli operatori di telecomunicazioni e portarli nel mondo delle reti aziendali. L'obiettivo principale era passare all'uso di elementi di qualit\u00e0 superiore, come filtri e oscillatori.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 i vecchi codificatori MRC con o senza interferenza? Perch\u00e9 il meccanismo di formazione del fascio MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) aumentava drasticamente il numero di errori, non appena tentavamo di combinare un gran numero di punti trasmittenti. L'OFDMA ha dimostrato che il problema \u00e8 risolvibile.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 l'interferenza \u00e8 ora basata sulla matematica. Se la finestra di trasmissione delle informazioni \u00e8 sufficientemente lunga, l'interferenza dinamica risultante porta a problemi. I nuovi algoritmi consentono di evitarli, escludendo l'influenza non solo dell'interferenza legata alla trasmissione Wi-Fi, ma anche di qualsiasi altra interferenza che si verifica in questo intervallo.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Approfondimento sui principi di funzionamento di 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 adattiva contro l'interferenza, possiamo ottenere un guadagno fino a 11 dB anche in ambienti complessi e non omogenei. L'uso delle soluzioni algoritmiche di Huawei ha permesso di ottimizzare in modo significativo proprio dove necessario: nelle soluzioni indoor. Ci\u00f2 che va bene in 5G non \u00e8 necessariamente adatto in un ambiente Wi-Fi 6. Gli approcci Massive MIMO e MU-MIMO differiscono per le soluzioni indoor e outdoor. Dove richiesto, \u00e8 opportuno utilizzare soluzioni costose, come nel 5G. Ma sono necessarie anche altre opzioni, come Wi-Fi 6, in grado di fornire latenze e altri parametri ai quali siamo abituati ad aspettarci dagli operatori di telecomunicazioni.<\/p>\n<p>Prendiamo in prestito da loro quegli strumenti che ci saranno utili come consumatori aziendali, il tutto per garantire un ambiente fisico su cui si possa contare.<\/p>\n<h2>***<\/h2>\n<p>\nA proposito, non dimenticate i nostri numerosi webinar sulle novit\u00e0 di Huawei per il 2020, organizzati 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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