为了解决网络拥塞,Wi-Fi6采用了哪些黑科技?.
来源:电子工程世界发布时间:2022-06-221069浏览
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Wi-Fi的真正普及,是从2008年的Wi-Fi 4(802.11n)开始。可以说,从那时起,Wi-Fi真正成为家庭和企业互联网接入最常见的方式。支持Wi-Fi的设备型号数量,也成指数上升。
如今,Wi-Fi设备在我们的生活中无处不在。随便打开家里的无线路由管理界面,可能就有不下10个Wi-Fi设备同时在线。
设备数量的增加,导致了网络拥塞、性能下降、延时升高等问题。这些问题在Wi-Fi 5(802.11 ac)时代变得愈加严重。所以,在设计Wi-Fi 6(802.11 ax)时,专家们专门针对网络拥塞问题进行了改进和创新。
那么,Wi-Fi 6是通过哪些新技术来提高无线信道容量的呢?

正交频分多址OFDMA
熟悉Wi-Fi的朋友们应该知道,Wi-Fi的空口采用了正交频分复用(OFDM)的调制方式,即整个带宽由相互正交的子载波组成。
在Wi-Fi 6中,802.11工作小组从LTE上引入了OFDMA的接入方式。就多了这么一个“A”字,可以说是给网络容量带来了质变。
如下面左边图所示,基于Wi-Fi 5的OFDM在任意一个时段,频道中的所有带宽只能分配给一个用户,哪怕这个用户的数据需求并不需要占用到全部带宽。
而其他用户接入网络时,需要等待下一个发送机会窗口(TXOP)。这在信道资源的使用上,是非常低效的,尤其是设备显著增多时。
图 1 OFDM与OFDMA对比
OFDMA改变了这一点。OFDMA通过将子载波组成一个个资源单元(RU)的方式,频道可以把瞬时带宽动态划分给不同的用户。
比如上图右边这张图中,第一个TXOP分配给了用户0和用户1,第二个OP全部分给了用户2,接着第三个TXOP中,资源被平均分配给了四位用户。
OFDMA一下子提高了瞬时支持的用户数量。
以下图的20MHz带宽为例,经过子载波分配,20MHz可以最多支持9个设备同时接入,40MHz则可以支持18个设备,以此类推。
图 2 采用OFDMA的20MHz下可用的资源单元数量(Wi-Fi 6中每个子载波是78.125khz,20MHz就是256个子载波。6 Edge表示距离边缘有6个子载波作为保护带。)
可以说,OFDMA对Wi-Fi信道的容量带来了质变。
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