802.11ax是如何改善每個用戶的體驗的

什么是OFDMA？

OFDMA（正交頻分多址）允許到AP的單個傳輸或來自AP的單個傳輸包括到多個客戶端的數(shù)據(jù)：對于下行鏈路，接入點同時使用RF信道內(nèi)的子載波組，而之前它將具有以連續(xù)的一系列數(shù)據(jù)包發(fā)送數(shù)據(jù)，獲取整個RF信道帶寬。在上行鏈路方向上，幾個客戶端同時發(fā)送，它們的信號到達(dá)不同子載波上的接入點，因此它們可以并行接收。減少報頭和爭用開銷可提高效率，小數(shù)據(jù)包吞吐量明顯更好，但OFDMA真正的神奇之處在于對單個傳輸?shù)膹姶罂刂啤?
Wi-Fi傳輸是許多參數(shù)之間的復(fù)雜交互，包括傳輸比特率，傳輸功率，接收靈敏度和噪聲水平，信道帶寬等。OFDMA為每個傳輸和每個客戶提供優(yōu)化這些參數(shù)的機會，然后將它們分組以不同的組合以獲得最佳效率和性能。
首先，接入點可以選擇立即傳輸哪些數(shù)據(jù)包，哪些數(shù)據(jù)包不是時間敏感的，并且可以稍后發(fā)送（這僅在網(wǎng)絡(luò)流量接近容量時才需要）。使用802.11ax，它可以查看其數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)并為每次傳輸選擇數(shù)據(jù)包組 - 例如，它可能選擇使用許多小的子信道將許多短數(shù)據(jù)包分組到單個傳輸中，而較長的數(shù)據(jù)包可以獲得傳輸機會自己，占用整個頻道帶寬。
接入點還為每個客戶端選擇每個傳輸使用的比特率。它可以在最短的傳輸時間內(nèi)使用高比特率，或者稍微降低速率以降低錯誤和重傳的可能性，這在某些情況下可能是更有效的選擇。舉個例子，它可能會認(rèn)為錯誤率為2％的256-QAM比1024-QAM更好，錯誤率為15％。
除了錯誤和重傳率之外，OFDMA還允許接入點控制延遲和抖動。在802.11ax之前，以頻繁間隔生成小數(shù)據(jù)包的客戶端必須爭用每個數(shù)據(jù)包的傳輸機會，如果網(wǎng)絡(luò)中有其他客戶端發(fā)送長數(shù)據(jù)包，則必須延遲傳輸，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包緩沖和抖動。使用802.11ax，接入點可以分配頻繁的短傳輸機會，因此它可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包，而無需緩沖它們。舉一個例子，傳統(tǒng)的IP語音連接每20毫秒產(chǎn)生一個~160字節(jié)的數(shù)據(jù)包，因此接入點可以確保它為這種流量安排周期性的傳輸機會。

在802.11ax多用戶模式中，AP控制上行鏈路傳輸

在802.11ax OFDMA中，接入點將客戶端流量分配給子信道，不僅用于下行鏈路，還用于上行鏈路。
新的“觸發(fā)幀”機制允許接入點輪詢客戶端以發(fā)現(xiàn)他們希望在上行鏈路上發(fā)送的流量。當(dāng)它收集觸發(fā)幀響應(yīng)時，它會設(shè)計一個計劃并將其發(fā)送到另一個觸發(fā)幀中的客戶端。然后，客戶端根據(jù)其指令構(gòu)建幀，設(shè)置數(shù)據(jù)速率，發(fā)送電平和子信道，并將數(shù)據(jù)幀發(fā)送回接入點。

多用戶MIMO提高頻譜效率

802.11ax中的另一個多用戶機制是多用戶MIMO。它使用與OFDMA相同的觸發(fā)幀控制協(xié)議，改進(jìn)了802.11ac。
多用戶MIMO本身是一種復(fù)雜的協(xié)議，需要探測分組來確定多徑條件和分組MIMO客戶端，所有這些都在接入點的控制之下。
在任何時候，接入點都可以選擇使用傳統(tǒng)的單用戶傳輸，或使用OFDMA或MIMO的多用戶。這開辟了交通管理的新維度。

例如，可以嚴(yán)格控制延遲和抖動。以前，客戶必須爭奪傳輸機會，具有相對未知且無法控制的延遲，這些延遲可能受到WMM（無線多媒體）QoS優(yōu)先級機制的限制但未精確定義。利用802.11ax多用戶控制，可以為延遲敏感的業(yè)務(wù)流提供頻繁，可預(yù)測的傳輸時隙，以精確控制抖動和延遲。由于OFDMA在上行鏈路和下行鏈路上提供接入點控制調(diào)制速率和發(fā)射功率，因此它具有足夠的控制來定義每個業(yè)務(wù)流的QoS參數(shù)。
實際上，802.11ax接入點可以在與客戶端的通信上強制采用類似TDM（時分復(fù)用）的結(jié)構(gòu)，它可以控制每個傳輸，上行鏈路和下行鏈路的時序和參數(shù)。在已知流量模式并且變化緩慢的情況下，這是頻譜效率最有效的方式：在給定RF信道寬度中承載的數(shù)據(jù)量。
對于諸如大文件傳輸之類的大型分組，MU-MIMO更有效，而對于諸如IM或電子郵件之類的較短分組，OFDMA將是更好的選擇。決定使用哪種模式 - 單用戶，OFDMA或MU-MIMO - 取決于接入點。

使用BSS著色更好地重復(fù)使用空間

接入點控制在802.11ax中變得更加強大的另一個領(lǐng)域是集中管理或分離的許多接入點參與“空間重用”，通常稱為“BSS著色”。我們將在未來的博客中深入介紹這一重要功能。
因此，802.11ax引入了幾個新功能，其中接入點可以控制網(wǎng)絡(luò)行為，接入點供應(yīng)商有機會增加復(fù)雜性并提高性能。上行鏈路和下行鏈路的多用戶流量控制以及新的OFDMA功能和多用戶MIMO的增強為確定性QoS提供了更多機會，而空間重用（一種潛在的強大功能）將依賴于其關(guān)于接入點如何決定應(yīng)用顏色標(biāo)簽的表現(xiàn)。
隨著802.11ax的推出，預(yù)計會聽到接入點供應(yīng)商頌揚其調(diào)度算法和流量控制功能的強大功能。