160MHz Wi-Fi客戶端助于實(shí)現(xiàn)Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)的真正潛力

介紹

Wi-Fi 6 是下一代無(wú)線技術(shù)，可提供更高的速度，但更重要的是，它提高了密集部署中的信號(hào)可靠性、網(wǎng)絡(luò)容量和效率。提高網(wǎng)絡(luò)速度和效率的兩個(gè)顯著特性是支持 160MHz 的更高通道帶寬（與 Wi-Fi 5 的 80MHz 和 Wi-Fi 4 的 40MHz 相比）和支持在子集中運(yùn)行的 MU-OFDMA帶寬稱為資源單元（“RU”），可以小至 2MHz。

雖然 160MHz 信道帶寬被認(rèn)為與“高吞吐量”和“快速”應(yīng)用密切相關(guān)，但小帶寬“RU”概念通常與“低吞吐量”和“低關(guān)鍵”應(yīng)用相關(guān)聯(lián)，例如物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

如果預(yù)期的用例在任何時(shí)候都不會(huì)要求超過(guò)幾個(gè) 100kbps 的吞吐量，那么自然會(huì)想知道選擇高端、新一代、支持 160MHz 的解決方案是否有好處。

好吧，答案是肯定的。Wi-Fi 6 旨在提高密集部署中 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的效率，而不是專注于提高峰值吞吐量——這是前幾代 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)的情況。因此，盡管 Wi-Fi 6 的好處之一是可以提高峰值吞吐量，而 160MHz 肯定是其中的一個(gè)貢獻(xiàn)者，但 160MHz 和 MU-OFDMA 的結(jié)合對(duì)密集網(wǎng)絡(luò)的更高效率和更高的整體吞吐量做出了重大貢獻(xiàn)。

選擇和部署支持 160MHz 的客戶端設(shè)備有助于實(shí)現(xiàn) Wi-Fi 6 網(wǎng)絡(luò)的真正潛力，包括與 Wi-Fi 5 網(wǎng)絡(luò)相比效率提高 4 倍。

160MHz 設(shè)備如何提高密集網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效率和彈性

160MHz 設(shè)備可以通過(guò)兩種獨(dú)立的方式提高網(wǎng)絡(luò)效率：（1） 具有更高吞吐量的 160MHz 信道帶寬減少了每次數(shù)據(jù)包傳輸所需的通話時(shí)間；（2） MU-OFDMA 允許同時(shí)從更多設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)包。160MHz 設(shè)備與 MU-MIMO 結(jié)合使用時(shí)的另一個(gè)好處是通過(guò)減少干擾的影響來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)彈性?？傊@些功能使所有應(yīng)用程序（高吞吐量和低吞吐量）更加高效和靈活。

減少通話時(shí)間以提高網(wǎng)絡(luò)效率

考慮密集部署的情況，例如擁有 20-30 臺(tái)設(shè)備的家庭或具有許多 IoT 端點(diǎn)和員工的商業(yè)部署（企業(yè)、工廠、建筑物）。這種部署中的空氣介質(zhì)非常擁擠，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備都試圖獲得發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。在這種情況下運(yùn)行支持 160MHz 的設(shè)備意味著它們將消耗非常短的通話時(shí)間來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包。這適用于所有大小的數(shù)據(jù)包，無(wú)論大小。

設(shè)備對(duì)特定數(shù)據(jù)包負(fù)載所需的通話時(shí)間越短，其利用空氣介質(zhì)的機(jī)會(huì)就越高。否則，數(shù)據(jù)包保持時(shí)間將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生快速升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)在沒(méi)有實(shí)際網(wǎng)絡(luò)容量的情況下有效停頓。

我們已經(jīng)看到，如果太多的 STA 速度不夠快，無(wú)法在足夠短的可用時(shí)隙內(nèi)傳輸其數(shù)據(jù)包，則超過(guò) 50-70% 負(fù)載的閾值可能會(huì)迅速降低網(wǎng)絡(luò)性能。

通過(guò)使用 160MHz 信道（相對(duì)于更小的帶寬），空中介質(zhì)時(shí)間不再是網(wǎng)絡(luò)性能的限制因素。

例如，考慮一個(gè)需要每秒發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包的設(shè)備。當(dāng)然不是一個(gè)苛刻的應(yīng)用程序。憑借能夠以 100 Mbps 甚至超過(guò) 1Gbps 的速度運(yùn)行的快速 160MHz 信道，STA 將能夠在幾毫秒內(nèi)完成傳輸，從而增加了持續(xù)找到一個(gè)開(kāi)放式插槽進(jìn)行傳輸?shù)目赡苄浴踔猎谥С?50 個(gè)或更多客戶端的負(fù)載飽和的網(wǎng)絡(luò)中。

增加更多客戶端設(shè)備的同時(shí)傳輸

Wi-Fi 6 中的 MU-OFDMA 將信道帶寬組織成多個(gè)不同帶寬的 RU，從而能夠同時(shí)從多個(gè)客戶端傳輸不同大小的數(shù)據(jù)包。如下圖所示，最小的 RU 使用 26 個(gè)音調(diào)，占用大約 2MHz 帶寬。在任何給定時(shí)間，單個(gè)通道可以同時(shí)排列成多個(gè)不同大小的 RU。這允許根據(jù)不同的客戶端設(shè)備的需要將不同的帶寬分配給它們。但是 20MHz 信道甚至 80MHz 信道都不夠?qū)挘瑹o(wú)法為具有許多重疊接入點(diǎn)的密集網(wǎng)絡(luò)中的大量設(shè)備提供服務(wù)。具有 74 個(gè) 26 音調(diào)的 RU 的 160MHz 信道在如何使用不同大小的 RU 組織信道方面具有更大的靈活性，如下所示。

正如 80MHz PPDU 是 4 x 20MHz PPDU，所以 160MHz 是 2 x 80MHz PPDU，具有 74 個(gè) 26 音調(diào)的 RU

提高對(duì)頻譜干擾的恢復(fù)能力

現(xiàn)在考慮一個(gè)高層建筑的情況，它有許多可能同時(shí)運(yùn)行的相鄰接入點(diǎn)（甚至在不同的信道上）。他們會(huì)互相干擾。實(shí)際上，在嚴(yán)重干擾的情況下，以盡可能小的帶寬工作是有益的——工作頻譜帶寬越小，就越不容易受到干擾。在小型 RU 中運(yùn)行將允許網(wǎng)絡(luò)以兩種方式提高利用率：利用 MU-OFDMA 從多個(gè)客戶端同時(shí)傳輸，同時(shí)通過(guò)利用較小的 RU 塊找到更清潔、不受干擾的帶寬部分。

密集部署的特定網(wǎng)絡(luò)中的干擾情況示例如下所示，其中許多客戶端設(shè)備在 160MHz 信道上運(yùn)行，總共 74 個(gè) RU-26。

如上面四個(gè)客戶端設(shè)備的示例所示，每個(gè)設(shè)備可能會(huì)看到不同的干擾功率，因?yàn)樗鼈兛赡芪挥诰W(wǎng)絡(luò)中的不同位置。設(shè)備#1 在 RUs 34 到 51 中遇到很多干擾，而設(shè)備#2 在 RUs 60 到 71 中遇到很多干擾。類似地，設(shè)備 3 和 4 也面臨干擾，但在不同的 RU 中。

支持 160MHz 的客戶端將能夠在完整的 160MHz 信道帶寬（是支持 80MHz 的客戶端的兩倍或支持 20MHz 的客戶端的八倍）從更大的銀行中找到并選擇干凈、有效的 RU 插槽。

擁有 160MHz 的信道帶寬和大量的 RU 提供了允許所有四個(gè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸?shù)撵`活性，盡管干擾很大。作為可能的 RU 分配的示例，設(shè)備 #1 可以使用 RU 0 到 33，設(shè)備 #2 可以使用 RU 34 到 51，設(shè)備 #3 可以使用 RU 52 到 59，設(shè)備 #4 可以使用 RU 60 到 73。不支持 160MHz 信道帶寬的設(shè)備將無(wú)法利用這種干擾感知機(jī)會(huì)調(diào)度。以 160MHz 信道帶寬運(yùn)行的客戶端設(shè)備在嚴(yán)重干擾條件下更具彈性。

概括

具有 160MHz 信道帶寬的 Wi-Fi 6 設(shè)備提高了高吞吐量和低吞吐量應(yīng)用的效率和彈性。這是通過(guò)更高的吞吐量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這減少了每個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸所花費(fèi)的通話時(shí)間，從而為其他設(shè)備騰出了通話時(shí)間。借助 160MHz 信道，MU-MIMO 功能可以允許更多設(shè)備同時(shí)傳輸。更寬的帶寬與 MU-MIMO 相結(jié)合，即使在城市環(huán)境中常見(jiàn)的非常擁擠、干擾嚴(yán)重的部署中，設(shè)備也能夠傳輸數(shù)據(jù)包。

Celeno 最近推出了世界上第一個(gè)CL6000系列連接客戶端芯片，結(jié)合了 Wi-Fi 6/6E、藍(lán)牙/BLE 5.2 及其新穎的 Wi-Fi 多普勒雷達(dá)。其最新進(jìn)展包括高帶寬 160MHz 信道、新批準(zhǔn)的 6GHz 頻段、MU-OFDMA、MU-MIMO、波束成形、1024QAM、WPA3 加密和目標(biāo)喚醒時(shí)間 （TWT），以實(shí)現(xiàn)更高效的設(shè)備節(jié)能。該芯片系列包括 1T1R 和 2T2R 天線配置選項(xiàng)，以支持從物聯(lián)網(wǎng)到 8K 視頻流的應(yīng)用。

審核編輯：郭婷