Лекция 15 - Модный Wi-Fi
.pdfМодный Wi-Fi
Разные течения в области развития WLAN на
основе IEEE 802.11
Новые стандарты
•IEEE 802.11 ax – уже внедрен. Ориентирован на работу с умными домами и прочим IoT. Поддерживает те же скорости MME, что и IEEE 802.11 ac.
•IEEE 802.11 ah – стандарт 2017 года, ориентирован на расширение частотного диапазона (работает на частоте 900 МГц), поддерживает режим экономии электроэнергии.
•IEEE 802.11 af – стандарт 2014 года, использует частоты ТВ 54 и 790 МГц для расширения частотного диапазона, скорость передачи до 27 Мбит/с
•IEEE 802.11 be – от же Wi-Fi7, развитие IEEE 802.11 ac с поддержкой скорости ПД до 40 Гбит/с.
•IEEE 802.11 az – позиционирование с точностью до 1 м (нескольких см), управление подвижными умными устройствами.
•IEEE 802.11 bn - развитие IEEE 802.11p, повышение помехоустойчивости, увеличение пропускной способности до 1Гб/c, увеличение радиуса действия, позиционирование, скорость ПД до 500 км/ч.
•IEEE 802.11 bf – мониторинг движущихся объектов за счет изменений электромагнитного поля.
IEEE 802.11 ax
•Смена парадигмы: вместо увеличения номинальных скоростей передачи данных принято решение решать задачу более эффективного использования частотно-временных радиоресурсов в условиях высокой интерференции.
•Методы, направленные на снижение интерференции в плотных сетях:
OFDMA, который может использоваться для борьбы с частотноселективной интерференцией,
метод прослушивания канала и адаптивного выбора мощности передачи, метод виртуальной занятости канала,
методы, позволяющие осуществлять доступ к каналу по расписанию.
Имеет две спецификации: Wi-Fi6 (2.4 и 5 ГГц) и Wi-Fi6E (2.4, 5 ГГц и 6ГГц).
Отличия от IEEE 802.11 aс
1.Используется OFDMA
2.MU-MIMO реализован в обоих направлениях (ранее только вниз)
3.Использует случайный доступ на основе триггера (доступ по событию, для IoT)
4.Повторное использование пространственной частоты (раскраска) для различения передачи в своих и чужих сетях
5.Использует два вектора NAVдля своих и соседних сетей
6.Использует TWT для реализации энергосбережения (просыпаться по расписанию вне периодов beacon)
7.Поддержка динамической фрагментации
8.Поддержка увеличенного защитного интервала и увеличенной длины символа
Расширение частотного диапазона
Wi-Fi6E поддерживает 7 каналов шириной 160 МГц, 14 каналов шириной 80 МГц, 29 каналов по 40 МГц, 59 каналов по 20 МГц. Полоса частот 6 ГГц может обеспечить более высокий уровень параллелизма, более высокую пропускную способность и меньшую задержку
Так как диапазоны 5 и 6 ГГц разделяет 110 МГц, это может привести к взаимному влиянию, которое убирается путем использования узкополосных фильтров.
Таким образом, за счет расширения диапазона достигается скорость передачи данных до 2 Гбит/с.
Модуляционно-кодирующие схемы для одного потока
|
|
|
|
|
Скорость передачи данных, Мбит/с |
|
|
||||
Номер |
тип |
кодиров |
Каналы 20 МГц |
Каналы 40 МГц |
Каналы 80 МГц |
Каналы 160 МГц |
|||||
модуляц |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
MCS |
ии |
ание |
1600 нс |
800 нс |
1600 нс |
800 нс |
1600 нс |
800 нс |
1600 нс |
800 нс |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
BPSK |
1/2 |
4 |
8,6 |
8 |
17,2 |
17 |
36 |
34 |
36 |
|
1 |
QPSK |
1/2 |
16 |
17 |
33 |
34 |
68 |
72 |
136 |
144 |
|
2 |
QPSK |
3/4 |
24 |
26 |
49 |
52 |
102 |
108 |
204 |
216 |
|
3 |
16-QAM |
1/2 |
33 |
34 |
65 |
69 |
136 |
144 |
272 |
282 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
16-QAM |
3/4 |
49 |
52 |
98 |
103 |
204 |
216 |
408 |
432 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
64-QAM |
2/3 |
65 |
69 |
130 |
138 |
272 |
288 |
544 |
576 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
64-QAM |
3/4 |
73 |
77 |
146 |
155 |
306 |
324 |
613 |
649 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
64-QAM |
5/6 |
81 |
86 |
163 |
172 |
340 |
360 |
681 |
721 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
256-QAM |
3/4 |
98 |
103 |
195 |
207 |
408 |
432 |
+817 |
+865 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
256-QAM |
5/6 |
108 |
115 |
217 |
229 |
453 |
480 |
907 |
+961 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1024- |
3/4 |
122 |
129 |
244 |
258 |
510 |
540 |
1021 |
1081 |
|
QAM |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11 |
1024- |
5/6 |
135 |
143 |
271 |
287 |
567 |
600 |
1134 |
1201 |
|
QAM |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В Wi-Fi6E вводятся дополнительные модуляционно-кодирующие схемы:
Номер MCS |
тип модуляции |
кодирование |
|
|
|
|
800 нс |
1600 нс |
3200 нс |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1024-QAM |
3/4 |
1080,9 |
1020,8 |
918,8 |
|
11 |
5/6 |
1201,0 |
1134,2 |
1020,8 |
||
|
||||||
12 |
|
3/4 |
1297 |
1225 |
1102,5 |
|
13 |
4096-QAM |
5/6 |
1441 |
1361 |
1225 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Пропускная способность непрерывной сети 5 ГГц + 6 ГГц увеличивается в два-три раза, удовлетворяя потребности сценариев большой емкости, таких как корпоративные рабочие места с высокой плотностью, AR / VR и промышленный AOI.
OFDMA - Orthogonal Frequency Division
Multiple Access
•Версия OFDM,ориентированная на многопользовательский доступ, включает в себя FDMA и TDMA.
•Идея: разбить канал 20МГц на несколько узких каналов по 2 МГЦ. Вводится понятие ресурсного блока - Resource unit (RU) – набора подканалов. Т.е. в один момент времени несколько клиентов могут использовать разные ресурсные блоки.
OFDMA поддерживает множественный доступ, посредством которого передача ведется только на поднесущих выделенного пользователю подканала.
Пилотные поднесущие предназначены для синхронизации передатчика и приемника.
Точка доступа может назначать пользователю RU. При этом появляется возможность снизить мощность за счет оценки канала по
SNR.
Пример разбиения канала на 242 RU
https://wifi-solutions.ru