電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/黃山明)作為生活中最常見的無線通信技術(shù),Wi-Fi幾乎已經(jīng)融入到了每個可以通信產(chǎn)品中。伴隨著智能家居滲透率的提升,家中的通信設(shè)備也在不斷增多,并且隨著生成式AI的加入,也對更多的智能設(shè)備提出了更高的信號傳輸要求。而作為Wi-Fi6的核心技術(shù),OFDMA與MU-MIMO的出現(xiàn),讓這一問題得以解決。并且在Wi-Fi7中,MLO與MRU技術(shù)的出現(xiàn),讓萬物互聯(lián)進一步成為現(xiàn)實。
OFDMA與MU-MMO技術(shù)
與Wi-Fi5相比,Wi-Fi6最大的變化就是新加入了OFDMA與MU-MIMO技術(shù)。其中OFDMA技術(shù)主要是多個終端能同時進行數(shù)據(jù)傳輸,有效降低時延,這也是從Wi-Fi5的OFDM技術(shù)中演進而來。
所謂的OFDM(正交頻分復用)技術(shù)是一種多載波傳輸方案,可以將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸。并且正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾。
同時,每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬,因此每個子信道上可以看成平坦性衰落,從而可以消除碼間串擾。由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。
但問題是當有多個信號需要傳輸時,OFDM只能一個一個接送,這顯然拖累了信號的傳輸效率。那么,能否同時傳輸多個信號呢?這就是OFDMA技術(shù)。
其基本原理是將整個頻帶分成多個子載波,每個子載波可以分配給一個用戶或一組用戶。這種技術(shù)可以有效地提高頻譜利用率,允許多個用戶同時使用同一頻段,實現(xiàn)多用戶的并行傳輸。
在OFDMA系統(tǒng)中,每個子載波都可以被分配給不同的用戶,從而解決了多用戶間的干擾問題,因為每個用戶只使用自己分配的子載波。這種頻譜分配方式也提高了頻譜的利用率,使得更多的用戶可以同時使用同一個頻帶。
OFDMA技術(shù)的另一個優(yōu)點是它可以很好地支持移動用戶,因為它可以動態(tài)地分配子載波,從而適應(yīng)不同用戶的速率需求和移動速度。這種技術(shù)可以有效地降低用戶的等待時間和通信時延。
但新的問題出現(xiàn)了,如果信號數(shù)量太多,一次無法全部輸出,那么就需要使用到MU-MIMO技術(shù)了。這項技術(shù)也是從Wi-Fi5上的SU-MIMO技術(shù)演進而來。
在SU-MIMO中,空間復用的數(shù)據(jù)流調(diào)度給一個單獨的用戶,所有的資源都分配給單個用戶,并且將提高單個用戶的吞吐量。這種技術(shù)可以增加無線通信的頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率,但同時只能服務(wù)于一個用戶。
而在MU-MIMO中,空間復用的數(shù)據(jù)流調(diào)度給多個用戶,多個用戶通過空分方式共享同一時頻資源,系統(tǒng)可以通過空間維度的多用戶調(diào)度獲得額外的多用戶分集增益。這種技術(shù)可以在同一時間內(nèi)服務(wù)多個用戶,提高頻譜利用率和系統(tǒng)容量。
Wi-Fi7上的MLO與MRU
在Wi-Fi7上,這兩項技術(shù)再次進行了升級,以應(yīng)對越來越多智能設(shè)備對通信的需求。比如Wi-Fi7的MU-MIMO技術(shù)從過去最多支持8條空間流,拓展到支持16條空間流,提升了一倍。
這依賴于Wi-Fi7中引入的MLO技術(shù),也就是多鏈路傳輸技術(shù)(Multi-LinkOperation),可以在一個AP中,有多個射頻芯片,包括2.4GHz芯片、5GHz芯片以及6GHz芯片,意味著它允許多個無線連接同時進行,從而增加網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋范圍。MLO可以同時使用多個頻段進行數(shù)據(jù)傳輸,使得數(shù)據(jù)流可以在多個通道上并行傳輸,提高了網(wǎng)絡(luò)的速度和穩(wěn)定性。
與MU-MIMO不同的是,MU-MIMO局限于AP中的同一個射頻芯片,對外建立16條通信鏈路,當然這些通信鏈路可以與一個STA建立,也可以與多個STA建立。而MLO技術(shù),則是指在一個AP中的多個視頻芯片同時與一個STA建立通信鏈路。
簡而言之,MU-MIMO技術(shù)主要通過同時與多個用戶進行通信來提高網(wǎng)絡(luò)容量,而MLO技術(shù)則通過同時使用多個頻段來增加網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋范圍。
而OFDMA技術(shù)在Wi-Fi7中同樣得到了升級,這就是MRU,中文名稱為多資源單元(MultipleResourceUint)。我們已經(jīng)知道OFDMA可以在一個最小時間單位里,同時向多個用戶同時發(fā)送信息,大大提升了資源利用率。
OFDMA也引入了RU(資源單元)的概念,但一個單元中有多少子載波并不是隨意組合的。Wi-Fi標準中有明確規(guī)定,比如26-toneRU(即26個子載波組成一個RU),此外還有52-toneRU,106-toneRU,242-toneRU,484-toneRU、996-toneRU、1992-toneRU等。
Wi-Fi7的OFDMA中,一個用戶只能對應(yīng)一個RU,而到了Wi-Fi7,一個用戶可以被分配多個RU。路由器或AP會根據(jù)設(shè)備的優(yōu)先級和網(wǎng)絡(luò)需求,將資源單元分配給優(yōu)先級較高的設(shè)備,并根據(jù)MRU來計算每個設(shè)備應(yīng)該使用的子載波。
由于這些子載波是相互正交的,因此它們不會相互干擾,從而提高了網(wǎng)絡(luò)性能和效率。并且MRU技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求和設(shè)備狀況動態(tài)調(diào)整資源分配,實現(xiàn)更靈活和高效的資源管理,提高了網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性。
不過并非是任意兩個RU都可以組成一個MRU,前提條件是只有在同一類中的RU才可以組合成一個MRU,即必須同為小部RU,或同為大部RU,才可以組成一個MRU。或許在未來的進一步升級后,這種限制也將被取消。
小結(jié)
在智能通信設(shè)備的不斷增加與Wi-Fi技術(shù)不斷發(fā)展下,通過Wi-Fi6中出現(xiàn)的OFDMA與MU-MIMO技術(shù)來實現(xiàn)連接多個設(shè)備的目的,再通過Wi-Fi7中的MLO與MRU技術(shù)來進一步優(yōu)化多設(shè)備連接的使用體驗。或許在未來的Wi-Fi技術(shù)中將進一步解決更多設(shè)備互聯(lián)互通的問題,以適應(yīng)當下這個萬物互聯(lián)的時代。
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