为了在密集部署方案中提高系统级性能和频谱资源的有效使用,802.11ax标准实现了空间重用技术。 STA可以识别来自重叠基本服务集(BSS)的信号,并基于该信息做出关于介质争用和干扰管理的决定。
当主动侦听介质的STA检测到802.11ax帧时,它会检查MAC头中的BSS颜色位或MAC地址。但是,利用现有的介质访问规则,来自一个BSS的设备将推迟到另一个同频道BSS,而不会增加网络容量。
BSS着色是802.11ah中引入的一种机制,用于为每个BSS分配不同的“颜色”,将其扩展到11ax,根据检测到的颜色分配新的频道访问行为。
BSS着色机制
当802.11ax STA使用基于颜色代码的CCA规则时,它们也可以与发射功率控制一起调整OBSS信号检测阈值。此调整可提高系统级性能和频谱资源的使用。此外,802.11ax STA可以调整CCA参数,例如能量检测级别和信号检测级别。
除了使用CCA来确定当前帧的介质是空闲还是繁忙之外,802.11标准还使用网络分配向量(NAV),一种维持未来流量预测的定时器机制,以便STA指示所需紧接在当前帧之后的帧的时间。 NAV充当虚拟载波侦听,确保对802.11协议操作关键帧的介质预留,例如控制帧,以及RTS / CTS交换后的数据和ACK。
• Intra-BSS NAV,如果所侦测的协议数据单元 (PPDU) 中的 BSS 色彩与所关联 AP 已公布的色彩相同,STA 就会将该帧视为Intra-BSS帧;
• Inter-BSS NAV,如果所侦测帧的 BSS 色彩不同,STA 就会将该帧视为来自重叠 BSS 的 Inter-BSS 帧。在这之后,只有在需要 STA 验证帧是否是 Inter-BSS 帧期间,STA 才将介质当成忙碌中 (BUSY)。
该标准仍然必须定义一些忽略来自重叠BSS的业务机制,但是该实现可以包括提高BSS间帧的空闲信道评估信号检测(SD)阈值,同时保持BSS内业务的较低阈值。这样,来自相邻BSS的流量不会产生不必要的信道接入争用。
总结
总体来讲,802.11ax从两个大方面实现了自己的既定目标,其中MU-MIMO和OFDMA是802.11ax成功的关键。
1.物理层的增强与高效,主要包括:
• 上行和下行方向正交频分多址(OFDMA) OFDMA机制可以同时为多个使用者提供较小(但专属)的子信道,进而改善每位用户的平均传输率。
• 上行和下行方向多用户-多输入多输出(MU-MIMO) 上行链路最多可同时为8个用户提供服务,容量是802.11ac的8倍;下行链路最多可同时为8个用户提供服务,容量是802.11ac的2倍。
• 上行链路资源调度 在802.11ax中,MU-MIMO和OFDMA技术可以分别使用;OFDMA增加了空口效率;而MU-MIMO提升的是系统容量。
• 最多8个发送天线、8个接收天线和8个空间流
• 更高的调制方式,1024-QAM 每符号可携带10bit,与256-QAM相比,容量提升了25%。
2. MAC层的增强与高效,主要包括:
• 基本服务集着色(BSS Coloring) BSS着色机制使设备能够区分自己网络中的传输与邻近网络中的传输,在尽可能的情况下最大限度去减少同频干扰。
• 双NAV机制 同时拥有Intra-BSS NAV和Inter-BSS NAV可以帮助STA预测自身BSS内的流量,并且当它们在得知重叠流量状态时可以进行自由传输
• 目标唤醒时间(Target Wake up Time - TWT) 减少用户之间的争用和重叠,显著增加STA的休眠时间以降低功耗
锐捷网络已发布了基于802.11ax平台的全新产品RG-AP860-I,该产品采用了更高阶的1024-QAM调制编码方案和上下行OFDMA技术,通过更高的传输速率、更强大的并发能力和更高效的资源调度能力,展现出单台AP承载10Gbps网络接入速率的震撼力。最关键的一点是,锐捷RG-AP860-I已全面支持802.11ax的企业级应用,此举为第七代无线技术打通了大规模商业化的应用之路。
本期作者:范景昊
锐捷网络互联网系统部行业咨询