家»通讯»为什么802.11ax不仅仅是更高的数据速率

为什么802.11ax不仅仅是更高的数据速率

文章：John Lukez

802.11AX首先是旨在解决网络容量问题，该问题已成为密集环境中的更大问题。

作为下一代WLAN标准，802.11ax承诺比以前的Wi-Fi标准更大的容量和更强大的数据传输。它代表了自802.11n以来Wi-Fi运营的最基本的变化，它在2004年首次出现在2004年的产品中，承诺为100Mbits / s数据速度。802.11AX首先是旨在解决网络容量问题，这在机场，体育赛事和校园等密集环境中已成为一个更大的问题。

802.11AX借助于LTE庞大，利用蜂窝网络中经过验证的技术，以增加相同频谱的用户多达10倍的系统容量。因此，在802.11ax中存在许多新系统方面，需要在Wi-Fi社区中未知的验证。

OFDM演变为OFDMA

802.11AX在早期的WLAN系统中最大的变化是采用正交频分多址（OFDMA）。OFDMA系统在中央资源（接入点）上分配时间和频率称为资源单元（RUS）块。在OFDM系统中，用户占据整个频道。随着更多用户，每个用户对数据的数据请求通过载波检测多次访问（CSMA / CA）来竞争媒体访问。太多用户可以创建一个瓶颈，导致服务质量差（QoS）作为这些用户请求数据，尤其是在高带宽应用中，例如流式视频。

图1比较了OFDMA频谱使用量。在OFDM中，用户占据给定数据请求的所有时间的所有子载波（RF频谱），而在OFDMA中，用户仅占规定时间量的子载波子集。OFDMA要求所有用户同时发送，因此每个用户都需要将其分组缓冲到定义的比特数，使得所有用户在时间及时保持对齐，而不管要发送的数据量。另外，OFDMA接入点（AP）可以根据用户需要的带宽量动态地改变用户占用的频谱量。例如，流视频用户需要更多的子载波（频谱），而不是不需要实时性能的电子邮件传输。

图1：使用ODFM，用户占据整个频道，但不是在OFDMA中。

支持OFDMA所需的频谱的动态分配增加了大量Wi-Fi的频谱复杂性，并以先前未看到的方式强调无线电硬件。定时同步，频率对准和响应时间特性。需要新的测试方法以确保系统正确执行。较差或平庸的响应时间可能不会导致总系统故障，但可能导致系统能力减少损害802.11AX的关键性能进步，导致产品评论不佳。

功率控制

OFDM系统为一个用户（图1的左侧）分配了一段时间的频谱（所有子载波）。然后，随后的用户基于CSMA / CA获取下一个时间的所有子载波。OFDMA系统同时与多个用户共享频谱（图1的右侧）。

结果，需要功率控制以确保非常接近接入点（AP）的用户不会淹没来自AP的另一用户。由于Wi-Fi用户/站（STA）设备之间的定时错位，AP的用户之间的广泛不同功率水平将导致载波间干扰（ICI），接收器压缩，泄漏和载波频率偏移（CFO）增加。在802.11AX中，AP命令STA基于AP侧的目标接收信号强度指示符（RSSI）来调整它们的上电或下电。STA首先通过从AP发送功率（在分组内编码）中减去测量的RSSI（在STA）来估计路径损耗。然后，STA将信号与等于目标RSSI和估计路径损耗的功率发送信号。更靠近AP的设备在更远离传输更多电源以克服更大的路径损耗的同时，设备更靠近。图2说明了该过程。

图2：对于共享相同频谱的多个用户产生了对功率控制的需求。

802.11AX标准基于它们如何准确地控制其电源来定义设备类。Class“A”设备在±3DB内控制其发射功率，而类别“B”设备控制其电源在±9dB以内。在早期的802.11系统（802.11AX）中，STA设备简单地传输了最大设计/允许的电源。当然，一个类设备将有助于提高系统容量并具有更高的销售价格，因此制造商将有动力确保课程的性能，这需要更严格的测试和校准。802.11AX中动态功率控制的新要求需要测试以验证系统是否正常运行，并且由于一个不正确地控制其发射功率而导致的容量不会降低。

为了测试STA设备的功率控制功能，测试系统需要模拟AP的实时响应（图3）。在动力控制测试中，测试（DUT）的设备将基于从测试仪中的下行链路信号中编码的信息调整其发射功率（作用就像接入点）。DUT（STA）将相应的电源传输回测试仪，其中测试仪测量来自DUT的传输功率，然后发送回复相应的命令以增加或减少电源。整个过程需要具有几百微秒的延迟的实时行为。下图显示了如何发生此过程。

图3：在动力控制测试中，802.11AX测试仪模拟接入点，调整DUT的电源。