MU-OFMDA - HEW將用戶密集環境中的每位用戶平均傳輸率提升至4倍以上
在MU-OFMDA部分,為了讓相同通道帶寬的更多用戶進行多任務,802.11ax標準采用了4G行動技術領域中的正交頻分多任務存取(OFDMA)。802.11ax標準以802.11ac所用的正交頻分多任務(OFDM)數字調變架構為基礎,會將特定子載波集進一步指派給個別使用者。這表示它會使用數量已預先定義的子載波,將現有的802.11通道(20、40、80和160MHz寬)畫分成較小的子通道。此外,802.11ax標準也仿效現代化的LTE專有名詞,將最小的子信道稱為「資源單位」(RU),而當中至少包含26個子載波。
AP會根據多使用者的流量需求來判斷如何配置信道,持續指派下鏈中所有可用的RU。它可能會將整個信道一次配置給一名用戶,如同現行的802.11ac,也有可能將通道進行分配,以便同時服務多使用者(圖6)。
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圖6 單一用戶使用通道,與使用OFDMA多任務相同通道中的不同用戶。
在使用者密集環境中,許多使用者通常會透過成效不彰的方式爭取使用通道的機會,現在,OFDMA機制會同時為多使用者提供較小(但專屬)的子通道,進而改善每位用戶平均傳輸率。圖7說明了802.11ax系統如何使用不同大小的RU進行通道多任務。請注意,最小的通道可在每20MHz的帶寬中容納多達9名使用者。
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圖7 使用不同大小的資源單位來細分Wi-Fi信道
表2顯示當802.11ax AP和STA協調進行MU-OFDMA作業時,可享有分頻多任務存取的使用者人數。
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多用戶上鏈作業
為了協調上鏈MU-MIMO或上鏈OFDMA傳輸,AP會將一個觸發訊框傳送給所有使用者。這個訊框會指出每位使用者的空間串流數量和/或OFDMA配置(頻率和RU大小)。此外,當中也會包含功率控制信息,好讓個別用戶可以調高或調低其傳輸功率,進而平衡AP自所有上鏈使用者接收到的功率,同時改善較遠節點的訊框接收情況。AP也會指示所有使用者何時可以開始和結束傳輸。如同圖8所示,AP會傳送多使用者上鏈觸發訊框,告知所有使用者何時可以一起開始傳輸,以及所屬訊框的持續時間,以確保彼此能夠同時結束傳輸。一旦AP收到了所有使用者的訊框,就會回傳區塊ACK以結束作業。
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圖8 協調上鏈多用戶作業
802.11ax的主要設計目標之一,就是在使用者密集的環境中提供4倍以上的單一使用者傳輸率。為了實現此一目標,這項標準的設計人員指定802.11ax裝置必須支持下鏈和上鏈MU-MIMO作業、MU-OFDMA作業,或是同時支持兩者,以因應規模更大的同時用戶數量。
802.11ax MAC機制變更
為了改善密集部署情境中的系統層級效能以及頻譜資源的使用效率,802.11ax標準實作了空間重復使用技術。STA可以識別來自重迭基本服務組(BSS)的訊號,并根據這項信息來做出媒體競爭和干擾管理決策。
當正在主動收聽媒體的STA偵測到802.11ax訊框時,它就會檢查BSS色彩位(Color Bit)或MAC表頭文件中的MAC地址。如果所偵測的協議數據單元(PPDU)中的BSS色彩與所關聯AP已發表的色彩相同,STA就會將該訊框視為Intra-BSS訊框。 然而,如果所偵測訊框的BSS色彩不同,STA就會將該框架視為來自重迭BSS的Inter-BSS框架。在這之后,只有在需要STA驗證框架是否來自Inter-BSS期間,STA才將媒體當成忙碌中(BUSY)。不過,這段期間不會超過指定的訊框酬載時間。
盡管標準仍需定義某些機制來忽略來自重迭BSS的流量,在實作上,則可包含提高Inter-BSS訊框的空閑信道評估訊號偵測(SD)門坎值,并同時降低Intra-BSS流量的門坎(圖9)。如此一來,來自鄰近BSS 的流量就不會造成不必要的通道存取競爭。
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圖9 使用色碼進行空閑通道評估
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- 第 2 頁:通道規劃密集的涵蓋范圍
- 第 3 頁:MU-OFMDA
- 第 4 頁:色碼架構
- 第 5 頁:STA功率控制
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( 發表人:黃昊宇 )