WI-FI Юрьев О А Радиочастоты стандарта Wi-Fi

WI-FI Юрьев О. А.

Радиочастоты стандарта Wi-Fi Стандарт Рабочие частоты, ГГц Количество каналов Ширина канала, МГц 802. 11 802, 11 b, g 2. 401 – 2. 483 14 20 или 40 802. 11 a 5. 15 – 5. 905 разбит на 3 поддиапазона 23 20 или 40 802. 11 n 2. 401 – 2. 483 5. 15 – 5. 905 14 23 20 или 40 802. 11 ac 5. 15 – 5. 905 23 До 160 802. 11 ad 60 2160

Особенности радиоканала Необходима прямая видимость между точкой доступа AP и станцией STA Характер распространения определяется следующими процессами: • Отражение при наличии на трассе гладких поверхностей, много превышающих длину волны (12 -13 см) • Дифракция – огибание препятствий, препятствующих прямому прохождению сигнала (на краях стен, зданий, крышах) • Рассеяние – наблюдается при наличии шероховатой поверхности на пути радиоволны, размеры которой соизмеримы с длиной волны (столбы, вывески, знаки, деревья)

Замирания сигнала (фединг) Крупномасштабные замирания связаны с расстоянием до приемной антенны Мелкомасштабные замирания – связаны с изменением амплитуды и фаз сигнала

Многолучевое распространение • Межсимвольная интерференция • Отрицательная интерференция (Downfade) • Положительная интерференция (Upfade) • Обнуление сигнала (Nulling)

Влияние многолучевого распространения на результирующий сигнал Векторная диаграмма

Бюджет мощности радиоканала Ld. B(2. 4 ГГц ) = 80 д. Б трасса 100 м Ld. B(5 ГГц ) = 87 д. Б трасса 100 м Ld. B(60 ГГц ) = 88 д. Б трасса 10 м Ld. B(60 ГГц ) = 108 д. Б трасса 100 м

Зависимость скорости от отношения сигнал/шум (rate vs SNR) Факторы, уменьшающие SNR 1. AP, работающие в неперекрывающихся каналах (1, 6, 11) , интерференция 2. АР, работающие в смежном канале, уровень коллизий 3. Оборудование DECT 4. Оборудование Bluetooth 5. Микроволновое излучение

«Неперекрывающиеся» каналы

Методы увеличения скорости 1. Спектрально-эффективные методы модуляции 2. Увеличение ширины канала 3. Технология MIMO Увеличение скорости в 2 раза QPSK 2 бита/символ 16 QAM 4 бита/символ Двукратное увеличение Полосы частот, увеличивает Скорость в 2 раза

Различные клиенты с позиции MIMO

Возможности различных вариантов MIMO

Технология MRC – maximum ratio combining направлена на подъем уровня сигнала в направлении от Wi-Fi клиента к Точке Доступа Wi. Fi

Передача и прием нескольких пространственных потоков Для стандарта 802. 11 n +MIMO справедливо соотношение = 75 Мбит/с*количество каналов * количество пространственных потоков Для варианта MIMO 2 x 2, получаем максимальную скорость 300 Мбит/с Для максимально возможного варианта сейчас MIMO 4 x 2, 600 Мбит/с

Технология Transmit beamforming управление диаграммой направленности ДН Возможно использование технологии Transmit beamforming для улучшения SNR на клиентском устройстве. 1. Для полноценного использования данной технологии необходимо иметь обратную связь от клиентского устройства, такая функциональность необходима, как на приемной стороне, так и на передающей (существующие устройства не поддерживают данный функционал). 2. Существуют решения без обратной связи, например, Cisco Clint. Link (метод MRC).

Технологии 1. MU-MIMO (до 3 -4 параллельных потоков для пользователей, 2015 год) 2. Технологии для потокового видео и аудио 3. 802. 11 ac – поддержка до 8 пространственных потоков, модуляция до 256 QAM 4. Transmit Power Control and Dynamic Frequency Selection, 802. 11 h 5. Inter Access Point Protocol, IAPP, 802. 11 f