Wi-Fi 6 的多用户技术
2021-05-17王姣姣邵震黄国瑾
王姣姣,邵震,黄国瑾
(中国电信股份有限公司研究院,上海 200122)
1 引言
过去,Wi-Fi 协议的发展主要聚焦提供更高的峰值速率,随着物联网的不断发展,Wi-Fi 设备的数量不断增加,面对大量的用户数以及多种多样的业务需求,仅提供更高的峰值速率是不够的。需要基于用户的实际体验进行改进,提供足够的容量,保障终端增长的需求以及多样化应用场景的网络质量。为应对新的需求与挑战,任务组于2014 年正式成立,开发Wi-Fi 6 协议。Wi-Fi 6 主要聚焦高密度场景的性能改善,大幅提升传输容量。主要改进目标[1-3]如下。
• 系统性能提升:对于高密度场景,至少提升4 倍的每用户平均吞吐率,改善终端的功耗,降低通信时延。
• 频谱效率提升:提高无线频谱利用率,提供邻近设备干扰管理的能力,以改善高密度部署场景的性能[4]。
• 频段:支持传统的2.4 GHz 频段和5 GHz频段,新增6 GHz 频段。
可以看到,Wi-Fi 6 的改进目标并没有最大吞吐率的要求,而是聚焦高密度场景的多用户性能提升、效率提升等方面,向更贴近用户场景的方向迈进。本文围绕Wi-Fi 6 的多用户技术,详细分析正交频分多址(orthogonal frequency 2ivision multiple access,OFDMA)、多用户多进多出(multiuser multiple input multiple output,MU-MIMO)和MU-RTS/CTS 的技术原理,梳理多用户场景通信流程,并分析Wi-Fi 6 理论最大并发用户数。
2 多用户技术
为提升多用户性能,Wi-Fi 6 引入OFDMA 和上行MU-MIMO,OFDMA 将频域划分成大小不同的资源单元,让不同用户使用不同子载波同时接入信道;上行MU-MIMO 通过空间复用让多个用户在同一时间接入信道。两者可独立存在,也可以叠加使用。同时,为了保障多用户通信性能,引入MU-RTS/CTS 流程,保护无线访问接入点(access point,AP)与多个节点的传输机会(transmission opportunity,TXOP)。……
