色碼架構 - 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
當802.11ax STA使用色碼架構的CCA規則時,它們也允許搭配傳輸功率控制來一同調整OBSS訊號偵測門坎。這項調整可望改善系統層級效能以及頻譜資源的使用效率。除此之外,802.11ax STA也可調整CCA參數,例如能量偵測層級和訊號偵測層級。
除了使用CCA來判斷目前通道是否為閑置或忙碌中,802.11標準也采用了網絡配置向量(NAV),這個時間機制會保持未來流量的預測,以供STA指出緊接在目前訊框后的訊框需要多少時間。NAV可做為虛擬載波感測,用來為802.11通訊協議作業至關重要的訊框確保媒體預約(例如控制框架以及RTS/CTS交換后的數據和ACK)。
負責開發高效率無線標準的802.11工作團隊可能會在802.11ax標準中包含多個NAV字段,也就是采用兩個不同的NAV。同時擁有Intra-BSS NAV和Inter-BSS NAV不僅可協助STA預測自身BSS內的流量,還能讓它們在得知重迭流量狀態時自由傳輸(圖10)。
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圖10 MU PPDU交換和NAV設定范例
透過目標喚醒時間省電
802.11ax AP可以和參與其中的STA協調目標喚醒時間(TWT)功能的使用,以定義讓個別基地臺存取媒體的特定時間或一組時間。STA和AP會交換信息,而當中將包含預計的活動持續時間。如此一來,AP就可控制需要存取媒體的STA間的競爭和重迭情況。802.11ax STA可以使用TWT來降低能量損耗,在自身的TWT來臨之前進入睡眠狀態。另外,AP還可另外設定排程并將TWT值提供給STA,這樣一來,雙方之間就不需要存在個別的TWT協議。本標準將此程序稱為「廣播TWT作業」(圖11)。
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圖11 目標喚醒時間廣播作業范例
802.11ax帶來六大測試挑戰
由于導入許多先進射頻技術與訪問控制機制,802.11ax系統的測試與設計驗證將面臨六大挑戰,分別出現在誤差向量幅度(EMV)、頻率錯誤、STA功率控制、存取點接收器靈敏度、上鏈帶內散射與MIMO測試上。
更嚴格的EVM規定
現在802.11ax會托管1024-QAM的相關支持。此外,子載波之間的間隔只有78.125kHz。這意味著802.11ax裝置需要相位噪聲效能更出色的振蕩器,以及線性能力更優異的射頻前端。而量測待測物(DUT)動作的測試儀器則會要求其EVM噪聲水平應遠低于DUT。
表3列出了802.11ax兼容裝置所應符合的EVM等級。
國家儀器(National Instruments, NI)的WLAN測試系統將射頻向量訊號收發器(VST)和NI WLAN Measurement Suite合而為一,以支持802.11ax訊號的產生和分析。該軟件可支持自二元相位鍵移(MCS0)至1024-QAM(MCS10與 MCS11)之間的波形。此外,NI的VST硬件可持續提供同級最佳的EVM準位量測,以滿足射頻特性參數描述和生產作業需求。
絕對與相對頻率錯誤
OFDMA系統對頻率和頻率偏移有著極高的磁化率。因此,802.11ax多使用者OFDMA效能需要極為密切的頻率同步化和頻率偏移修正。此要求將確保所有STA都能在所配置的子頻道中運作,并將頻譜泄漏的情況減至最低。此外,這項嚴格的時序需求也可確保所有STA都將同時進行傳輸,以響應AP的MU觸發訊框。
以4G LTE系統來說,基地臺會利用GPS授時頻率來同步所有相關裝置。然而,802.11ax AP不僅與這項優勢無緣,還需要使用內建的振蕩器充當維護系統同步化的參考依據。之后,STA會自AP的觸發訊框擷取偏移信息,并據此調整內部的頻率和頻率參考。
802.11ax裝置的頻率和頻率偏移測試將涉及下列測試:
.絕對頻率錯誤:DUT會傳送802.11ax訊框,而測試儀器則會使用標準參考來量測頻率和頻率偏移。結果將與目前802.11ac規格的所述數據相似,限制約為±20ppm。
.相對頻率錯誤:這將測試不屬于AP的STA參與上鏈多用戶傳輸以鏈接AP頻率的能力。測試程序包含兩個步驟。首先,測試儀器會將觸發框架傳送給DUT。
DUT將依照取自于觸發訊框的頻率和頻率信息進行自適應。接著,DUT會使用已修正頻率的框架做出回應,而測試儀器則會量測這些框架的頻率錯誤。在載波頻率偏移和時序補償完成后,這些限制將密切維持在相對于AP觸發訊框僅不到 350 Hz和±0.4微秒的程度(圖12)。
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圖12 相對頻率錯誤量測的設定
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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 )