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什么是OFDMA?

正交频分多址OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)是Wi-Fi 6引入是的一项新技术,可有效提升频谱利用率从而提升WLAN的性能。

OFDMA是如何工作的?

Wi-Fi 6Wi-Fi 5最大的区别就是引入了多用户传输技术OFDMA,实现多用户共享信道资源,从而提升了频谱利用率。

Wi-Fi 6之前,数据传输采用的是OFDM技术,用户是通过不同时间片段区分出来的。每一个时间片段,一个用户完整占据所有的子载波,并且发送一个完整的数据包。

OFDM工作模式
OFDM工作模式

Wi-Fi 6中引入了一种更高效的数据传输模式OFDMA(因为Wi-Fi 6支持上下行多用户模式,因此也可称为MU-OFDMA)。它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。迄今为止,它已被许多无线技术采用,例如3GPP LTE。此外,802.11ax标准也仿效LTE,将最小的子信道称为——资源单位(Resource Unit,简称 RU),每个RU当中至少包含26个子载波,用户是根据RU区分出来的。我们首先将整个信道的资源分成一个个小的固定大小的时频资源块RU。在该模式下,用户的数据是承载在每一个RU上的,故从总的时频资源上来看,每一个时间片上,有可能有多个用户同时发送(如下图)。

OFDMA工作模式
OFDMA工作模式

OFDMA相比OFDM的优势

OFDMA相比OFDM有如下优势:

  • 更细的信道资源分配

    在部分节点信道状态不太好的情况下,可以根据信道质量分配发送功率,来更精细化的分配信道时频资源。

  • 提供更好的QoS

    因为Wi-Fi 5及之前的标准都是占据整个信道传输数据的,如果有一个QoS数据包需要发送,其一定要等之前的发送者释放完整个信道才行,所以会存在较长的时延。在OFDMA模式下,由于一个发送者只占据整个信道的部分资源,一次可以发送多个用户的数据,所以能够减少QoS节点数据包发送的时延。

  • 更多的用户并发及更高的用户带宽

    OFDMA是通过将整个信道资源划分成多个子载波(也可称为子信道),子载波又按不同RU类型被分成若干组,每个用户可以占用一组或多组RU以满足不同带宽需求的业务。Wi-Fi 6中最小RU尺寸为2MHz,最小子载波带宽是78.125KHz,因此最小RU类型为26子载波RU。以此类推,还有52子载波RU,106子载波RU,242子载波RU,484子载波RU和996子载波RU,下表显示了不同信道带宽下的最大RU数。RU数量越多,发送小包报文时多用户处理效率越高,吞吐量也越高。

    不同频宽下的RU数量
    不同频宽下的RU数量

OFDMA vs MU-MIMO

OFDMA和MU-MIMO的区别

虽然OFDMA和MU-MIMO两者都是针对多用户的技术,将串行传输变为并行传输,但其实两者还是有很大差别的。

  • MU-MIMO实现物理空间上的多路并发,适用于大数据包的并行传输(如视频、下载等应用),提升多空间流的利用率与系统容量,提高单用户的速率,同样能降低时延。但运行状态不够稳定,很容易受终端影响。
  • OFDMA实现频域空间的多路并发,适用于小数据包的并行传输(如网页浏览、即时消息等应用),提升单空间流的信道利用率与传输效率,减少应用延迟与用户排队。运行状态稳定,不容易受终端影响。

MU-MIMO和OFDMA能不能同时使用?

当然可以。因为MU-MIMO和OFDMA两种方案完全不冲突。OFDMA与MU-MIMO联合调度可以基于每个业务进行资源分配(如网页浏览、视频观看、下载、即时消息等各类业务场景)。华为Wi-Fi 6 AP通过设计合理MU-MIMO和OFDMA调度算法,能有效降低多用户场景下由上下行随机接入造成的冲突,改善多用户高密度接入场景的使用体验。

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  • 作者: 周霞
  • 最近更新: 2022-04-02
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