เจาะลึก Wi-Fi 6: OFDMA และ MU-MIMO

ในการพัฒนา Huawei อาศัย Wi-Fi 6 และคำถามจากเพื่อนร่วมงานและลูกค้าเกี่ยวกับมาตรฐานเจเนอเรชั่นใหม่ทำให้เราเขียนโพสต์เกี่ยวกับรากฐานทางทฤษฎีและหลักการทางกายภาพที่ฝังอยู่ในนั้น มาดูจากประวัติศาสตร์สู่ฟิสิกส์กันดีกว่า และดูรายละเอียดว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีเทคโนโลยี OFDMA และ MU-MIMO เรามาพูดคุยกันว่าสื่อการรับส่งข้อมูลทางกายภาพที่ออกแบบโดยพื้นฐานใหม่ทำให้สามารถรับประกันความจุของช่องสัญญาณได้อย่างไร และการลดระดับความล่าช้าโดยรวมจนสามารถเทียบเคียงได้กับความล่าช้าของผู้ปฏิบัติงาน และแม้ว่าเครือข่าย 5G สมัยใหม่จะมีราคาแพงกว่า (โดยเฉลี่ย 20–30 เท่า) มากกว่าเครือข่าย Wi-Fi 6 ในอาคารที่มีความสามารถคล้ายกันก็ตาม

สำหรับ Huawei หัวข้อนี้ไม่ได้หมายความว่าไม่ได้ใช้งานแต่อย่างใด โซลูชันที่รองรับ Wi-Fi 6 เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ก้าวหน้าที่สุดของเราในปี 2020 ซึ่งมีการลงทุนทรัพยากรจำนวนมหาศาล นี่เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่ง: การวิจัยในสาขาวัสดุศาสตร์ช่วยให้เราสามารถเลือกโลหะผสมได้ ซึ่งการใช้โลหะผสมนั้นในองค์ประกอบวิทยุของจุดเข้าใช้งานทำให้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนเพิ่มขึ้น 2-3 เดซิเบล ซึ่งไม่เหมือนกับ Doron Ezri สำหรับ ความสำเร็จนี้

บิตของประวัติศาสตร์

เป็นเรื่องสมเหตุสมผลที่จะนับประวัติศาสตร์ของ Wi-Fi ย้อนกลับไปในปี 1971 เมื่อศาสตราจารย์ Norman Abramson และกลุ่มเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยฮาวายได้พัฒนา สร้าง และเปิดตัวเครือข่ายข้อมูลแพ็คเก็ตไร้สาย ALOHAnet

ในปี 1980 กลุ่มมาตรฐานและโปรโตคอล IEEE 802 ได้รับการอนุมัติ โดยอธิบายถึงการจัดระเบียบของแบบจำลองเครือข่าย OSI เจ็ดเลเยอร์ที่ต่ำกว่าสองชั้น เราต้องรอนานถึง 802.11 ปีก่อนที่จะมีการเปิดตัว 17 เวอร์ชันแรก

ด้วยการนำมาตรฐาน 1997 มาใช้ในปี 802.11 สองปีก่อนการก่อตั้ง Wi-Fi Alliance เทคโนโลยีข้อมูลไร้สายที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในยุคแรกได้เข้าสู่โลกกว้าง

มาตรฐาน IEEE 802 รุ่น Wi-Fi

มาตรฐานแรกที่ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางจากผู้ผลิตอุปกรณ์อย่างแท้จริงคือ 802.11b อย่างที่คุณเห็น ความถี่ของนวัตกรรมค่อนข้างคงที่ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ XNUMX การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพต้องใช้เวลา ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการทำงานมากมายเพื่อปรับปรุงสื่อการส่งสัญญาณทางกายภาพ เพื่อให้เข้าใจถึงปัญหาสมัยใหม่ของ Wi-Fi ได้ดีขึ้น เรามาดูพื้นฐานทางกายภาพกันดีกว่า

มาจำพื้นฐานกันดีกว่า!

คลื่นวิทยุเป็นกรณีพิเศษของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า - แพร่กระจายจากแหล่งกำเนิดของการรบกวนของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก โดยมีพารามิเตอร์หลักสามประการ ได้แก่ เวกเตอร์คลื่น และเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ทั้งสามตั้งฉากกัน ในกรณีนี้ ความถี่ของคลื่นมักเรียกว่าจำนวนการสั่นซ้ำที่พอดีกับหน่วยเวลา

ทั้งหมดนี้เป็นข้อเท็จจริงที่รู้จักกันดี อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะไปให้ถึงจุดสิ้นสุด เราถูกบังคับให้เริ่มต้นจากจุดเริ่มต้น

ในระดับปกติของช่วงความถี่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ช่วงวิทยุจะครอบครองส่วนต่ำสุด (ความถี่ต่ำ) ประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่การสั่นตั้งแต่ 3 Hz ถึง 3000 GHz แถบอื่นๆ ทั้งหมด รวมถึงแสงที่มองเห็นได้ มีความถี่ที่สูงกว่ามาก

ยิ่งความถี่สูง คลื่นวิทยุก็จะยิ่งส่งพลังงานได้มากขึ้นเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกัน คลื่นวิทยุก็โค้งงอกับสิ่งกีดขวางได้ไม่ดีนักและลดทอนลงเร็วขึ้น ตรงกันข้ามก็เป็นจริงเช่นกัน เมื่อคำนึงถึงคุณสมบัติเหล่านี้แล้ว จึงเลือกช่วงความถี่หลักสองช่วงสำหรับการทำงาน Wi-Fi - 2,4 GHz (ย่านความถี่ตั้งแต่ 2,4000 ถึง 2,4835 GHz) และ 5 GHz (ย่านความถี่ 5,170-5,330, 5,490-5,730 และ 5,735-5,835 GHz)

คลื่นวิทยุแพร่กระจายในทุกทิศทาง และเพื่อป้องกันไม่ให้ข้อความมีอิทธิพลซึ่งกันและกันเนื่องจากเอฟเฟกต์การรบกวน คลื่นความถี่มักจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนแคบ ๆ แยกกัน - ช่องสัญญาณที่มีอย่างใดอย่างหนึ่ง แบนด์วิธ. แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าช่องที่อยู่ติดกัน 1 และ 2 ที่มีแบนด์วิธ 20 MHz จะรบกวนซึ่งกันและกัน แต่ 1 และ 6 จะไม่รบกวนกัน

สัญญาณภายในช่องจะถูกส่งโดยใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่พาหะที่แน่นอน ในการส่งข้อมูลพารามิเตอร์คลื่นสามารถทำได้ ปรับ ตามความถี่ แอมพลิจูด หรือเฟส

การแยกช่องสัญญาณในช่วงความถี่ Wi-Fi

ช่วงความถี่ 2,4 GHz แบ่งออกเป็น 14 ช่องที่ทับซ้อนกันบางส่วน โดยมีความกว้างที่เหมาะสมที่สุดที่ 20 MHz ครั้งหนึ่งเคยเชื่อกันว่าเพียงพอที่จะจัดระเบียบเครือข่ายไร้สายที่ซับซ้อนได้ ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าความจุของช่วงนั้นหมดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีการเพิ่มช่วง 5 GHz เข้าไป ซึ่งความจุสเปกตรัมจะสูงกว่ามาก นอกเหนือจากช่องสัญญาณ 20 MHz แล้วยังสามารถจัดสรรช่องสัญญาณที่มีความกว้าง 40 และ 80 MHz ได้อีกด้วย

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการใช้สเปกตรัมความถี่วิทยุให้ดียิ่งขึ้น ปัจจุบันเทคโนโลยีมัลติเพล็กซ์การแบ่งความถี่มุมฉากจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย (OFDM).

มันเกี่ยวข้องกับการใช้ความถี่ซับคาริเออร์หลายความถี่ในช่องเดียวกันร่วมกับความถี่พาหะ ซึ่งทำให้สามารถส่งข้อมูลแบบขนานได้ OFDM ช่วยให้คุณสามารถกระจายการรับส่งข้อมูลด้วยวิธี "ละเอียด" ที่ค่อนข้างสะดวก แต่เนื่องจากอายุที่น่านับถือ จึงยังคงมีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ หนึ่งในนั้นคือหลักการทำงานโดยใช้โปรโตคอลเครือข่าย CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Evaance) ซึ่งผู้ใช้เพียงรายเดียวเท่านั้นที่สามารถทำงานกับผู้ให้บริการรายเดียวและผู้ให้บริการรายย่อยในช่วงเวลาที่กำหนดได้

กระแสเชิงพื้นที่

วิธีสำคัญในการเพิ่มปริมาณงานเครือข่ายไร้สายคือการใช้สตรีมเชิงพื้นที่

จุดเข้าใช้งานมีโมดูลวิทยุหลายโมดูล (หนึ่ง สองหรือมากกว่า) ซึ่งเชื่อมต่อกับเสาอากาศจำนวนหนึ่ง เสาอากาศเหล่านี้จะแผ่กระจายตามรูปแบบและการมอดูเลตบางอย่าง และคุณและฉันได้รับข้อมูลที่ส่งผ่านสื่อไร้สาย กระแสข้อมูลเชิงพื้นที่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างเสาอากาศทางกายภาพเฉพาะ (โมดูลวิทยุ) ของจุดเข้าใช้งานและอุปกรณ์ของผู้ใช้ ด้วยเหตุนี้ ปริมาณข้อมูลทั้งหมดที่ส่งจากจุดเข้าใช้งานจึงเพิ่มขึ้นหลายเท่าของจำนวนสตรีม (เสาอากาศ)

ตามมาตรฐานปัจจุบัน สามารถใช้สตรีมเชิงพื้นที่ได้สูงสุดสี่รายการในย่านความถี่ 2,4 GHz และสูงสุดแปดรายการในย่านความถี่ 5 GHz

ก่อนหน้านี้เมื่อทำงานในย่านความถี่ 2,4 และ 5 GHz เราเน้นเฉพาะจำนวนโมดูลวิทยุเท่านั้น การมีอยู่ของโมดูลวิทยุตัวที่สองให้ความยืดหยุ่นเพิ่มเติม เนื่องจากอนุญาตให้อุปกรณ์เก่าที่สมัครสมาชิกทำงานที่ความถี่ 2,4 GHz และอุปกรณ์ใหม่ทำงานที่ความถี่ 5 GHz เมื่อมีการถือกำเนิดของโมดูลวิทยุตัวที่สามและรุ่นต่อมา ปัญหาบางอย่างก็เกิดขึ้น องค์ประกอบการแผ่รังสีมีแนวโน้มที่จะรบกวนซึ่งกันและกันซึ่งทำให้ต้นทุนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นเนื่องจากความจำเป็นในการออกแบบที่ดีขึ้นและการเตรียมจุดเข้าใช้งานด้วยตัวกรองการชดเชย ดังนั้นเมื่อไม่นานมานี้จึงเป็นไปได้ที่จะรองรับสตรีมเชิงพื้นที่ 16 ช่องต่อจุดเชื่อมต่อพร้อมกันได้

ความเร็วในทางปฏิบัติและทางทฤษฎี

เนื่องจากกลไกการทำงานของ OFDM เราไม่สามารถรับปริมาณงานเครือข่ายสูงสุดได้ การคำนวณทางทฤษฎีสำหรับการใช้งาน OFDM ในทางปฏิบัตินั้นดำเนินการมานานแล้ว และเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมในอุดมคติเท่านั้น โดยที่คาดว่าจะมีอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SNR) และอัตราความผิดพลาดบิต (BER) ค่อนข้างสูง ในสภาวะปัจจุบันที่มีสัญญาณรบกวนรุนแรงในสเปกตรัมความถี่วิทยุทั้งหมดที่เราสนใจ ปริมาณงานของเครือข่ายที่ใช้ OFDM นั้นต่ำมาก และโปรโตคอลยังคงมีข้อบกพร่องเหล่านี้ต่อไปจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ จนกระทั่งเทคโนโลยี OFDMA (การเข้าถึงหลายช่องความถี่แบบแบ่งมุมฉาก) เข้ามาช่วยเหลือ เกี่ยวกับเธอ - ไกลออกไปอีกหน่อย

พูดคุยเกี่ยวกับเสาอากาศ

ดังที่คุณทราบ เสาอากาศแต่ละอันมีกำไร ขึ้นอยู่กับค่าของรูปแบบเชิงพื้นที่ของการแพร่กระจายสัญญาณ (บีมฟอร์มมิ่ง) ที่เกิดขึ้นกับพื้นที่ครอบคลุมบางส่วน (เราไม่คำนึงถึงการสะท้อนซ้ำของสัญญาณ ฯลฯ) นี่คือสิ่งที่นักออกแบบใช้เหตุผลมาโดยตลอดว่าควรวางจุดเชื่อมต่อไว้ที่ใด เป็นเวลานานแล้วที่รูปร่างของลวดลายยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามสัดส่วนลักษณะของเสาอากาศเท่านั้น

องค์ประกอบเสาอากาศสมัยใหม่เริ่มสามารถควบคุมได้มากขึ้นเรื่อยๆ และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในรูปแบบเชิงพื้นที่ของการแพร่กระจายสัญญาณแบบเรียลไทม์

รูปด้านซ้ายด้านบนแสดงหลักการของการแพร่กระจายคลื่นวิทยุโดยใช้เสาอากาศรอบทิศทางมาตรฐาน ด้วยการเพิ่มกำลังสัญญาณ เราสามารถเปลี่ยนรัศมีการครอบคลุมเท่านั้น โดยไม่มีความสามารถในการมีอิทธิพลต่อคุณภาพการใช้ช่องสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ - KQI (ตัวบ่งชี้คุณภาพหลัก) และตัวบ่งชี้นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อจัดระเบียบการสื่อสารในสภาวะที่มีการเคลื่อนไหวบ่อยครั้งของอุปกรณ์สมาชิกในสภาพแวดล้อมไร้สาย

วิธีแก้ปัญหาคือการใช้เสาอากาศขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งสามารถปรับโหลดได้แบบเรียลไทม์ ทำให้เกิดรูปแบบการแพร่กระจายขึ้นอยู่กับตำแหน่งเชิงพื้นที่ของผู้ใช้

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเข้าใกล้การใช้เทคโนโลยี MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output) ด้วยความช่วยเหลือ จุดเชื่อมต่อจะสร้างกระแสรังสีที่พุ่งตรงไปยังอุปกรณ์ของผู้ใช้บริการโดยเฉพาะตลอดเวลา

จากฟิสิกส์สู่มาตรฐาน 802.11

เมื่อมาตรฐาน Wi-Fi พัฒนาขึ้น หลักการทำงานกับเลเยอร์ทางกายภาพของเครือข่ายก็เปลี่ยนไป การใช้กลไกการมอดูเลตอื่นๆ ช่วยให้เริ่มต้นจากเวอร์ชัน 802.11g/n ได้ เพื่อให้พอดีกับข้อมูลจำนวนมากขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง และทำงานร่วมกับผู้ใช้จำนวนมากขึ้นตามไปด้วย เหนือสิ่งอื่นใด สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากการใช้กระแสเชิงพื้นที่ และความยืดหยุ่นที่เพิ่งค้นพบในความกว้างของช่องทำให้สามารถสร้างทรัพยากรเพิ่มเติมสำหรับ MIMO ได้

กำหนดอนุมัติมาตรฐาน Wi-Fi 7 ในปีหน้า จะมีการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้างเมื่อมาถึง? นอกเหนือจากการเพิ่มความเร็วตามปกติและการเพิ่มย่านความถี่ 6 GHz แล้ว ยังสามารถทำงานกับช่องสัญญาณรวมที่กว้าง เช่น 320 MHz สิ่งนี้น่าสนใจอย่างยิ่งในบริบทของการใช้งานทางอุตสาหกรรม

ปริมาณงาน Wi-Fi 6 ตามทฤษฎี

สูตรทางทฤษฎีในการคำนวณความเร็วที่กำหนดของ Wi-Fi 6 ค่อนข้างซับซ้อนและขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายตัวโดยเริ่มจากจำนวนสตรีมเชิงพื้นที่และลงท้ายด้วยข้อมูลที่เราสามารถใส่ลงใน subcarrier (หรือ subcarrier หากมีหลายตัว พวกเขา) ต่อหน่วยเวลา

อย่างที่คุณเห็น หลายอย่างขึ้นอยู่กับกระแสเชิงพื้นที่ แต่ก่อนหน้านี้ การเพิ่มจำนวนร่วมกับการใช้ STC (Space-Time Coding) และ MRC (Maximum Ratio Combining) ทำให้ประสิทธิภาพของโซลูชันไร้สายโดยรวมแย่ลง

เทคโนโลยีฟิสิคัลเลเยอร์ใหม่ที่สำคัญ

เรามาดูเทคโนโลยีที่สำคัญของเลเยอร์กายภาพกันก่อน - และเริ่มจากเลเยอร์แรกของโมเดลเครือข่าย OSI

ให้เราระลึกว่า OFDM ใช้ผู้ให้บริการย่อยจำนวนหนึ่ง ซึ่งสามารถส่งข้อมูลจำนวนหนึ่งได้โดยไม่กระทบต่อกันและกัน

ในตัวอย่างนี้ เราใช้ย่านความถี่ 5,220 GHz ซึ่งมี 48 ช่องสัญญาณย่อย ด้วยการรวมแชนเนลนี้ เราจะได้ซับคาริเออร์จำนวนมากขึ้น ซึ่งแต่ละอันใช้รูปแบบการปรับของตัวเอง

Wi-Fi 5 ใช้การมอดูเลตแอมพลิจูดแบบ quadrature 256 QAM (การมอดูเลตแอมพลิจูดแบบ quadrature) ซึ่งช่วยให้คุณสร้างฟิลด์ขนาด 16 x 16 จุดภายในความถี่พาหะในช่วงเวลาเดียว ซึ่งแตกต่างกันในแอมพลิจูดและเฟส ความไม่สะดวกคือในช่วงเวลาใดก็ตาม มีเพียงสถานีเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งสัญญาณบนความถี่ของผู้ให้บริการได้

มัลติเพล็กซ์การแบ่งความถี่มุมฉาก (OFDMA) มาจากโลกของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือแพร่หลายไปพร้อมกับ LTE และใช้ในการจัดระเบียบ downlink (ช่องทางการสื่อสารไปยังสมาชิก) ช่วยให้คุณสามารถทำงานกับช่องสัญญาณในระดับที่เรียกว่าหน่วยทรัพยากร หน่วยเหล่านี้ช่วยแบ่งบล็อกออกเป็นส่วนประกอบจำนวนหนึ่งโดยเฉพาะ ภายในบล็อก ในแต่ละช่วงเวลาเราไม่สามารถทำงานอย่างเคร่งครัดกับองค์ประกอบที่เปล่งออกมาเพียงองค์ประกอบเดียว (ผู้ใช้หรือจุดเข้าใช้งาน) แต่รวมองค์ประกอบหลายสิบองค์ประกอบเข้าด้วยกัน สิ่งนี้ช่วยให้คุณได้รับผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง

เชื่อมต่อช่องสัญญาณ Wi-Fi 6 ได้อย่างง่ายดาย

การเชื่อมช่องสัญญาณใน Wi-Fi 6 ช่วยให้คุณรับช่องสัญญาณรวมที่มีความกว้าง 20 ถึง 160 MHz อีกทั้งไม่จำเป็นต้องทำการเชื่อมต่อในบริเวณใกล้เคียง ตัวอย่างเช่น หนึ่งบล็อกสามารถรับจากย่านความถี่ 5,17 GHz และบล็อกที่สองจากย่านความถี่ 5,135 GHz สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างสภาพแวดล้อมทางวิทยุได้อย่างยืดหยุ่นแม้ในที่ที่มีปัจจัยรบกวนสูงหรืออยู่ใกล้กับสถานีอื่นที่ส่งสัญญาณอย่างต่อเนื่อง

จาก SIMO สู่ MIMO

วิธีการ MIMO ไม่ได้อยู่กับเราเสมอไป กาลครั้งหนึ่งการสื่อสารเคลื่อนที่จะต้องถูก จำกัด ไว้ที่โหมด SIMO ซึ่งหมายถึงการมีเสาอากาศหลายอันที่สถานีสมาชิกซึ่งทำงานพร้อมกันเพื่อรับข้อมูล

MU-MIMO ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลไปยังผู้ใช้โดยใช้สต็อกเสาอากาศปัจจุบันทั้งหมด การดำเนินการนี้จะลบข้อจำกัดที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้โดยโปรโตคอล CSMA/CA ที่เกี่ยวข้องกับการส่งโทเค็นไปยังอุปกรณ์สมาชิกสำหรับการส่งข้อมูล ขณะนี้ผู้ใช้จะรวมกันเป็นกลุ่มและสมาชิกกลุ่มแต่ละคนจะได้รับส่วนแบ่งทรัพยากรเสาอากาศของจุดเข้าใช้งาน แทนที่จะรอถึงตาของพวกเขา

การก่อตัวของลำแสงวิทยุ

กฎสำคัญสำหรับการทำงานของ MU-MIMO คือการรักษาโหมดการทำงานของอาร์เรย์เสาอากาศซึ่งจะไม่นำไปสู่การทับซ้อนกันของคลื่นวิทยุและการสูญเสียข้อมูลเนื่องจากการเพิ่มเฟส

ซึ่งต้องใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนที่ด้านจุดเข้าใช้งาน หากเทอร์มินัลรองรับคุณสมบัตินี้ MU-MIMO จะอนุญาตให้บอกจุดเข้าใช้งานว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดในการรับสัญญาณจากเสาอากาศเฉพาะแต่ละอัน และจุดเชื่อมต่อจะปรับเสาอากาศเพื่อสร้างลำแสงที่มีทิศทางที่เหมาะสมที่สุด

โดยทั่วไปสิ่งนี้ให้อะไรเราบ้าง?

วงกลมสีขาวที่มีตัวเลขในตารางแสดงถึงสถานการณ์ปัจจุบันสำหรับการใช้ Wi-Fi รุ่นก่อนหน้า วงกลมสีน้ำเงิน (ดูภาพประกอบด้านบน) อธิบายความสามารถของ Wi-Fi 6 และวงกลมสีเทาเป็นเรื่องของอนาคตอันใกล้นี้

ประโยชน์หลักที่โซลูชันที่เปิดใช้งาน OFDMA ใหม่นำมานั้นเกี่ยวข้องกับหน่วยทรัพยากรที่ใช้งานในระดับที่คล้ายกับ TDM (Time Division Multiplexing) กรณีนี้ไม่เคยเกิดขึ้นกับ Wi-Fi มาก่อน สิ่งนี้ช่วยให้คุณควบคุมแบนด์วิธที่จัดสรรไว้ได้อย่างชัดเจน รับประกันเวลาการส่งผ่านสัญญาณผ่านตัวกลางน้อยที่สุดและระดับความน่าเชื่อถือที่ต้องการ โชคดีที่ไม่มีใครสงสัยว่าตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของ Wi-Fi จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง

ประวัติศาสตร์เคลื่อนตัวเป็นเกลียว และสถานการณ์ปัจจุบันก็คล้ายคลึงกับสถานการณ์ที่พัฒนาผ่านอีเธอร์เน็ตในคราวเดียว ถึงกระนั้นก็ตาม ก็มีความเห็นแล้วว่าสื่อการส่งผ่าน CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access พร้อม Collision Detection) ไม่ได้ให้ปริมาณงานที่รับประกันใดๆ และสิ่งนี้ดำเนินต่อไปจนกระทั่งการเปลี่ยนไปใช้ IEEE 802.3z

สำหรับรูปแบบการใช้งานทั่วไป อย่างที่คุณเห็น Wi-Fi แต่ละรุ่น สถานการณ์การใช้งานมีทวีคูณ ไวต่อความล่าช้ามากขึ้นเรื่อยๆ โดยทั่วไป กระวนกระวายใจ และความน่าเชื่อถือ

และอีกครั้งเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางกายภาพ

ทีนี้เรามาพูดถึงว่าสภาพแวดล้อมทางกายภาพใหม่เกิดขึ้นได้อย่างไร เมื่อใช้ CSMA/CA และ OFDM การเพิ่มจำนวน STA ที่ใช้งานอยู่ ส่งผลให้ทรูพุตของช่องสัญญาณ 20 MHz ลดลงอย่างมาก นี่เป็นเพราะสิ่งที่กล่าวไปแล้ว ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด STC (Space-Time Coding) และ MRC (Maximum Ratio Combining)

OFDMA สามารถโต้ตอบกับสถานีทางไกลและพลังงานต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการใช้หน่วยทรัพยากร เราได้รับโอกาสในการทำงานในกลุ่มผู้ให้บริการเดียวกันกับผู้ใช้ที่ใช้ทรัพยากรในปริมาณต่างกัน ผู้ใช้หนึ่งรายสามารถครอบครองหนึ่งหน่วยและอีกคนหนึ่ง - คนอื่นๆ ทั้งหมด

เหตุใดจึงไม่มี OFDMA มาก่อน

และสุดท้าย คำถามหลัก: เหตุใดจึงไม่มี OFDMA มาก่อน น่าแปลกที่ทุกอย่างลงเอยด้วยเงิน

เชื่อกันมานานแล้วว่าราคาของโมดูล Wi-Fi ควรมีน้อยที่สุด เมื่อโปรโตคอลถูกเปิดตัวสู่การดำเนินการเชิงพาณิชย์ในปี 1997 มีการตัดสินใจว่าต้นทุนการผลิตของโมดูลดังกล่าวต้องไม่เกิน 1 ดอลลาร์ เป็นผลให้การพัฒนาเทคโนโลยีใช้เส้นทางที่ไม่เหมาะสม ที่นี่เราไม่คำนึงถึงผู้ให้บริการ LTE ซึ่งใช้ OFDMA มาเป็นเวลานานแล้ว

ท้ายที่สุดแล้ว คณะทำงาน Wi-Fi ตัดสินใจที่จะนำการพัฒนาเหล่านี้จากโลกของผู้ให้บริการโทรคมนาคมมาสู่โลกของเครือข่ายองค์กร ภารกิจหลักคือการเปลี่ยนไปใช้องค์ประกอบคุณภาพสูงกว่า เช่น ฟิลเตอร์และออสซิลเลเตอร์

เหตุใดจึงเป็นเรื่องยากสำหรับเราที่จะทำงานในการเข้ารหัส MRC แบบเก่าโดยมีหรือไม่มีการรบกวน เนื่องจากกลไกบีมฟอร์มมิ่ง MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) เพิ่มจำนวนข้อผิดพลาดได้อย่างมากทันทีที่เราพยายามรวมจุดส่งสัญญาณจำนวนมาก OFDMA ได้พิสูจน์แล้วว่าปัญหาสามารถแก้ไขได้

การต่อสู้กับสิ่งรบกวนนั้นขึ้นอยู่กับคณิตศาสตร์แล้ว หากหน้าต่างการส่งสัญญาณยาวเพียงพอ การรบกวนแบบไดนามิกที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดปัญหา อัลกอริธึมการทำงานใหม่ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงได้ โดยกำจัดอิทธิพลไม่เพียงแต่การรบกวนที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณ Wi-Fi เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงนี้ด้วย

ต้องขอบคุณระบบป้องกันการรบกวนที่ปรับเปลี่ยนได้ เราจึงสามารถได้รับเสียงสูงถึง 11 dB แม้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันที่ซับซ้อน การใช้โซลูชันอัลกอริธึมของ Huawei ทำให้สามารถบรรลุการปรับให้เหมาะสมอย่างจริงจังตรงจุดที่ต้องการ นั่นคือในโซลูชันภายในอาคาร สิ่งที่ดีใน 5G ไม่จำเป็นต้องดีเสมอไปในสภาพแวดล้อม Wi-Fi 6 วิธีการ Massive MIMO และ MU-MIMO แตกต่างกันในกรณีของโซลูชันในร่มและกลางแจ้ง ในกรณีที่จำเป็น ควรใช้โซลูชันราคาแพง เช่น ใน 5G แต่จำเป็นต้องมีตัวเลือกอื่นๆ เช่น Wi-Fi 6 ซึ่งสามารถส่งมอบเวลาแฝงและตัวชี้วัดอื่นๆ ที่เราคาดหวังจากผู้ให้บริการ

เรายืมเครื่องมือที่จะเป็นประโยชน์กับเราในฐานะผู้บริโภคระดับองค์กรจากพวกเขา ทั้งหมดนี้เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่เราวางใจได้

***

อย่างไรก็ตาม อย่าลืมเกี่ยวกับการสัมมนาผ่านเว็บมากมายของเราเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ใหม่ของ Huawei ปี 2020 ซึ่งจัดขึ้นไม่เพียงแต่ในส่วนภาษารัสเซียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในระดับโลกด้วย รายการสัมมนาผ่านเว็บสำหรับสัปดาห์ต่อๆ ไปสามารถดูได้ที่ ลิงค์.

ที่มา: will.com