Explicit beamforming u 802.11ac

802.11ac explicit beamforming

802.11ac MIMO tehnika donosi prostorne tokove (spatial streams), space-time streamove, explicit beamforming, CSD i MU-MIMO. Mnogo pitanja vrti se oko explicit beamforminga (E-BF) koji je dostupan u prvom valu 802.11ac standarda. E-BF je mehanizam za manipuliranje prijenosom podataka na više antena u svrhu povećanja SNR vrijednosti prema klijentskim uređajima koji rade prijenos podataka. E-BF je tehnika različita od prostornih tokova i može se koristiti kad god je u upotrebi više antena na primopredajniku. Prilikom prijenosa koristeći se višestrukim prostornim tokovima dio podatkovnih tokova moduliran je na signalima koji su odašiljani sa određenih antena. Signali sa više antena pomiješani su na RF mediju nakon što su odašiljani. Prijamnik koristi tehniku procesiranja signala za odvajanje određenih podatkovnih tokova iz RF medija. Sposobnost odvajanja određenih podatkovnih tokova ovisi o uvjetima na operativnom kanalu na relaciji između odašiljača i prijamnika. Ne postoji zavisno procesiranje signala na odašiljaču. Performanse prijamnika ovise o uvjetima na operativnom kanalu. Ključno u cijeloj priči je da Access Point i klijentski uređaj moraju imati X antena da bi podržavali X paralelnih prijenosa te nema potrebe za povratnim informacijama o uvjetima na kanalu između prijamnika i odašiljača (pojašnjenje malo niže u tekstu).

Kod prijenosa podataka koristeći se explicit beamforming tehnikom prostorni tokovi su pred-procesirani da bi odgovarali karakteristikama na kanalu između prijamnika i odašiljača i rezultat tog procesa je odašiljanje sa različitih antena. Povratna informacija prijamnika o karakteristikama operativnog kanala koristi se u trenutku pred-procesiranja. U praktičnoj implementaciji E-BF uzrokuje povećanje SNR vrijednosti za prostorne tokove na prijamniku.

Značajke E-BF tehnike

– Izvedivo sa višestrukim antenama na Access Pointu neovisno o broju prostornih tokova
– Utječe na SNR vrijednosti prostornih tokova na strani prijamnika
– Zahtijeva pred-procesiranje signala na odašiljaču ovisno o uvjetima na kanalu
– Ne zahtijeva višestruke antene na prijamniku

E-BF je koristan kada je određen broj korištenih prostornih tokova manji od broja antena na Access Pointu. U Wi-Fi svijetu to se najčešće dešava kada klijentski uređaj ima manji broj antena od Access Pointa. Veliki broj smartfona i tableta ima samo jednu antenu. Međutim ova tehnika dolazi pod cijenu. 

Za primjer, ako imamo 3×3:3 Access Point i 3×3:3 klijentski uređaj, E-BF u 3-stream prijenosu podataka neće dati značajnu korist jer različiti prostorni tokovi imaju nejednaka pojačanja SNR vrijednosti. SNR može biti značajno pojačan za neke prostorne tokove sa E-BF tehnikom, a isto tako za neke će biti u potpunosti beznačajan čak i degradiran u odnosu na situaciju kada se E-BF ne koristi. Pojačanje SNR vrijednosti za svaki prostorni tok određeno je od odgovarajuće pojedinačne vrijednosti matrice operativnog kanala. Dodatna činjenica je da praktične implementacije koriste isti MCS na svim prostornim tokovima. Drugim riječima ili koristiti MCS podržan od najslabije SNR vrijednosti prostornog toka za sve prostorne tokove ili koristiti visoki MCS (Modulation Coding Scheme) za jake tokove odbacujući one slabije. U svakom slučaju ukoliko 3×3:3 Access Point koristi 1 prostorni tok prema klijentskom uređaju, explicit beamforming može dati značajno pojačanje što je čest slučaj sa smartfonima i tabletima koji su u 1×1:1 konfiguraciji. 

Što je sa overheadom E-BF tehnike?

E-BF zahtijeva povratnu informaciju od prijamnika do odašiljača o stanju na kanalu. Da bi se povratna informacija poslala odašiljač šalje jedan paket prema klijentu nakon čega klijent radi mjerenja i odgovara Access Pointu o stanju na kanalu. Overhead je vrlo mali odnosno oko 0.1% ukupnog airtime-a posebno u slučaju kada E-BF postaje vrlo koristan, a to je Access Point sa 3-4 antene u komunikaciji sa klijentskim uređajem koji ima jednu antenu. U konačnici E-BF je vrlo koristan za smartfone i tablete. S druge strane ako imamo višestruke antene sa obje strane linka, spatial multiplexing bez E-BF tehnike može biti jednako dobar koliko i jedan prostorni tok sa E-BF tehnikom.

You must be logged in to post a comment Login