Что такое OFDMA? Разница между OFDMA и MU-MIMO?

Ключевыми особенностями Wi-Fi 6 (802.11ax) являются MU-MIMO и OFDMA. Мы представили MU-MIMO и изучили разницу между MIMO и MU-MIMO в предыдущей статье. Теперь настала очередь OFDMA. Какие преимущества OFDMA может принести Интернету и чем он отличается от MU-MIMO? Читайте дальше, и вы узнаете.

Что такое OFDMA?

OFDMA означает Orthogonal Frequency Division Multiple Access (множественный доступ с ортогональным частотным разделением). Это многопользовательская версия OFDM, которая является однопользовательской. При передаче данных используется OFDM до появления Wi-Fi 6, который идентифицирует пользователей по временному сегменту. Только один пользователь занимает все поднесущие на канале и отправляет полный пакет в каждом временном слоте. Пропускная способность OFDMA в три раза выше, чем у OFDM для коротких пакетов данных или нескольких конечных точек. OFDMA объединяет передачи и отправляет кадр нескольким конечным точкам. Поэтому задержка передачи ниже, а эффективность выше, что делает OFDMA подходящим для применения в устройствах IoT, видео, онлайн-играх и т.д.

Как работает OFDMA?

С помощью OFDMA данные нескольких клиентов могут быть отправлены на точку доступа или получены от нее за одну передачу. Точка доступа использует группы поднесущих в радиочастотном канале одновременно для нисходящего канала, тогда как раньше она отправляла данные последовательной серией пакетов, занимая всю полосу радиочастотного канала. Несколько клиентов одновременно передают данные в направлении восходящего канала, при этом их сигналы поступают в точку доступа на различных поднесущих, что обеспечивает параллельный прием. Снижение накладных расходов на заголовки и согласование повышает эффективность, а пропускная способность малых пакетов заметно выше, но что делает OFDMA потрясающим – это мощный контроль над отдельными передачами.

Передача данных по Wi-Fi – это сложное взаимодействие многочисленных параметров, таких как скорость передачи, мощность передачи, чувствительность приема и уровень шума, пропускная способность канала и другие. Для достижения максимальной эффективности и производительности OFDMA позволяет оптимизировать эти параметры для каждой передачи и каждого клиента, а затем группировать их в различных комбинациях.

Каковы преимущества и недостатки OFDMA?
Преимущества:

 ● Более высокое разнообразие частот и эффективность

OFDMA повышает эффективность связи в сценариях с одновременным использованием нескольких клиентов, особенно при высокой плотности развертывания, за счет сокращения затрат времени на преамбулу, SIFS и Contention. 

 ● QoS 

С использованием OFDMA появляется не только возможность более детального распределения ресурсов нисходящего канала во временной и частотной областях, но и возможность явного распределения ресурсных единиц в восходящем канале впервые в Wi-Fi связи. Эта возможность двунаправленного выделения ресурсных элементов аналогична блокам ресурсов LTE (RBs) и является аналогом виртуальных ресурсов или “срезов” в 5G. Как вы можете себе представить, этот фрагмент 802.11ax может иметь различные свойства, такие как пропускная способность, задержка и джиттер, обеспечивая более тонкое QoS, чем это было возможно ранее с 802.11ac.

 ● Более высокая пропускная способность пользователя

Технология OFDMA, используемая в 802.11ax, делит канал 20/40/80/160 МГц на несколько единиц ресурсов (RU). Для канала 20 МГц RU может состоять из 26, 52, 106 или 242 поднесущих, что соответствует RU с полосой пропускания приблизительно 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 20 МГц. Данные клиента переносятся на каждом RU, поэтому с точки зрения общих временно-частотных ресурсов, в каждом временном срезе данные могут быть отправлены нескольким клиентам одновременно.

● Более гибкая, поскольку может открывать и закрывать канал и подканал
● Лучшее покрытие сети

Недостатки:

 ● Частотный разнос зависит от того, как поднесущие назначены пользователям, поэтому он усложняется.
● Требуется дополнительная мощность, поскольку устройство всегда включено и готово к передаче.
● Чувствительность выше, чем у других типов каналов.

OFDM против MU-MIMO, в чем разница?

MU-MIMO и OFDMA дополняют друг друга.

MU-MIMO улучшает использование пространства и эффективную пропускную способность и одновременно снижает задержку. Однако MU-MIMO недостаточно стабилен, поэтому на него влияют STA. Он позволяет посещать многопользовательские сайты, используя различные пространственные потоки.

OFDMA поддерживает многоканальную передачу в диапазоне частот, что является отличным выбором для приложений с низкой пропускной способностью и небольшими пакетами. Она улучшает использование пространственных потоков и эффективность передачи, а также уменьшает задержку процедуры. Технология стабильна и не поддается влиянию STA.

OFDMA подходит для низкополосных приложений, а MU-MIMO – для высокополосных. При отличном сочетании двух элементов Wi-Fi 6 работает лучше.