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用802.11ax扩展企业无线局域网的网络容量

新的标准包括特征使更多的同时传输,被称为“空间复用”或“BSS着色”。

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当建立在像城市中心,体育场馆,公寓楼,甚至是办公楼的“真实世界”的网络中,我们经常会遇到,许多接入点,独立安装或作为一个网络管理,产生重叠覆盖区域的情况。当这些接入点选择使用相同的信道,在这样的区域内的所有用户的性能降低,因为在Wi-Fi算法来避免碰撞的空气是相当保守的。

接下来的Wi-Fi标准的一个重点,802.11ax是提高“真实世界”网络的性能。为此,新的标准包括特征使更多的同时传输。此功能被称为“空间复用”或“BSS着色”。

BSS着色识别当两个或两个以上附近(但不是相邻的)接入点或设备能够安全传输在同一时间,没有造成相互干扰。在802.11ax之前使用的信道访问协议将不允许这些传输,但现在是允许的。

802.11中“旧的”电源检测规则

由于与802.11b一开始,Wi-Fi已经使用CSMA / CA(带有冲突避免的载波侦听多路访问)来控制访问到空气中。CSMA / CA是一套规则,对所有设备相同的实施,以确保他们都有平等的机会。它需要的是,当设备(客户机或接入点)听到上空气中的Wi-Fi帧在上述定义的“功率检测”阈其RF信道,则必须发送其自己的帧之前等待帧到结束。

该算法相当复杂,但其核心是功率检测阈值,即CCA (Clear-Channel Assessment)算法的一部分。它的设计是为了确保两个附近的设备不会同时传输帧,因为那会导致干扰,并且其中一个或两个帧会错误地接收到。

但定义多达802.11ax相对低功率侦测阈值,同时有效地防止在空气框架碰撞,通过降低网络性能超过它需要。考虑一个办公楼,也许60 - 80米平方米。一个企业级WLAN可以使用16个接入点覆盖地面,以服务于高数据速率的密集人口的客户端。但是,与现有40或80MHz的信道的数量有限,一些接入点的需要是在相同的信道。由于保守的功率检测阈值,在同一通道上的任何接入点(或客户)会听见别人。在这样的信道,只有一个客户端或接入点可以在一个时间发射,即使他们在建筑物的相对的角落。

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这是一个安全的安排,因为它避免过多的冲突和重试是非常重要的。但它不限性能这样的程度,超出某一点,加入的接入点会不再增加网络容量;这是令人沮丧的,因为我们知道这是可能做得更好。

使用BSS着色可以更好地实现空间重用

Traditional Wi-Fi uses a single CCA power-detect value based on the power level of a packet on the air to determine if it is ‘clear.’ 802.11ax allows for two values, one for access points and their clients that are nearby (currently -82 dBm) and others for more distant cells (probably -62 dBm), the idea being that distant cells will not be affected by interference from a local transmission.

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附近接入点的定义是在它和它的客户端传输中使用不同的“颜色”标签。标签被添加到802.11ax的前半部分:6位被分配63个可能的值。当一个网络的颜色正确时,位于建筑物两端的细胞——在此之前,细胞之间的CCA是相互延迟的,因此在任何时候只有一个细胞能够传输——将能够同时传输,而不会导致更高的重传和错误率。

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在改变功率检测阈值被链接到的发送功率控制,以确保所使用的功率刚好足以达到预期的接收器,并且没有更多。它可以连接到RTS,CTS(请求待送,清除待送)以清除传输通道:但这些都是细节,显著改善是由于动态电源检测阈值。

使用AP控制软件的机会

新的功能还提供了企业接入点的另一个机会,厂商设计出新的算法,WLAN控制,提高在不同条件下的网络容量。与BSS着色的关键问题是如何在接入点的自由裁量权跨越WLAN分配颜色,一个决定:接入点,甚至可以动态地改变颜色的计划,如果他们发现相邻的或重叠的网络已经改变。

随着多用户MIMO,并且OFDMA(在以前的博客讨论的)的接入点现在有超过网络行为广泛的控制,对于下行链路和上行链路传输。

我们期望BSS着色能在密集Wi-Fi区域(包括企业部署)提供显著的性能改进。

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本白皮书中获取的802.11ax一个深入的了解。

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