Высокоскоростной WiFi

• Сначала скорость WiFi 1-2 Мб/с

• потом 802.11a и b до 11 и 54 мб/с

• OFDMA

• и тд до 30 Гб/с

Пути увеличения скорости

• Увелечение ширины полосы
• MIMO
  • две антенны на передатчике и 2 на приемнике
  • 4 пути
  • Сумма двух сигналов $X_1(t-\delta t_1) + X_2(t - \delta t_2) \to h_1X_1(t) + h_2X_2(t)$
  • имеем систему из двух уравнений
  • знаем затухание (коэффициенты)
  • решаем систему, получаем искомое
  • минус в том, что знаем все это с какой-то точностью ($h$ меняются)
  • пути не всегда независимы
• Single User MIMO (802.11 ac, ax)
  • Пути (стримы) принадлежат одному устройству (на каждом устройстве больше одной антенны, в Multi User мб одна)
  • Например, 8 антенн => 4 устройства по 2 стрима
• Новые СКК
  • QAM 16, QAM 64, QAM 256, QAM 1024
  • QAM 4096 (думают делать или нет)
  • Номер соответствует количеству значений одного символа (на одной несущей)
    • 64 => 6 бит (можно закодировать)
    • 1024 => 10 бит
  • Упирается в формулу Шеннона (?)
  • Каждый раз нужен в 2 раза меньший SNR

Номинальная скорость передачи данных — скорость передачи payload для пакетов

Пакет еще содержит преамбулу (передается на некоторой фиксированной СКК), состоит из:

• training fields ~ 16мкс (чтобы обозначить факт передачу)
• OFDM символ ~ 4мкс (задает параметры: длительность пакета и алгоритм СКК для payload)

При увелечении номинальной скорости, сильно играют роль накладные расходы на преамбулу и ACK-и.

Пути решения:

• аггрегирование
• блочное подтверждение

Агрегирование

Объяснение отходит от стандарта

TXOP и OFDMA

TXOP

Неясно при чем здесь TXOP

Избавляемся от слотов отсрочки.

К этому можно добавить блочное подтверждение.

A-MPDU и A-MSDU

По сути и есть агрегирование, появилось в 802.11n

A-MPDU — protocol

A-MSDU — service

A-MSDU

есть пакеты с равными src и dst mac, их можно склеить.

Вместо data в payload помещается AMSDU, состоящий из сабфреймов, каждый состоит из:

• 2 адреса (могут быть уникальными для каждого пакета (слачаи 3-х и 4-ч адресов))
• Длина
• MSDU (оригнальная data)
• Padding

Общая контрольная сумма на все сабфреймы

Минусы:

• одна контрольная сумма

A-MPDU

Все похоже, но еще есть delimeter'ы

Состав сабфрейма:

• delimeter
  • резерв
  • длина
  • контрольная сумма (для поля length)
  • подпись (ascii код буквы “N” (78))
    • Нужно, чтобы восстановиться при нарушении контрольной суммы length
• MPDU (кадр канального уровня со всеми заголовками)
• Padding (чтобы выравнять длины фреймов для железок)

MPDU длиннее чем MSDU

Зато есть контрольная сумма для каждого кадра.

Btw, использование A-MPDU, предполагает наличие block ack.

OFDMA

Посылаем одну преамбулу физического уровня

Дальнейшая передача продолжается независимо в каждом из resource юнитов (поднесущие). Таким образом преамбула передается один раз для всех уровней. Таким образом увеличиваем SNR, идеально для uplink-а.

Передающая станция сообщает получателю ресурс юнит, который нужно слушать.

Блочное подтверждение

Устройства договариваются, что подтверждать будут пачками

Появилось в 802.11e. (будет в тесте)

Вопрос: В каком стандарте появился BlockAck

Ответ: Тогда, когда появился txop (видимо в 802.11e)

Посылаем много пакетов.

Потом block-ack request, указывая стартовый номер пакета

В ответ получаем битовую маску.

Нужно договориться (AddBARequest, AddBAResponse, DelBA — Management кадры, подтверждаются аком):

• Размер окна (в штуках пакетов), ограничивает память на сохранение пакетов
• Таймаут (если не использовали block-ack в течение этого времени, то забываем о соглашениях)
• Начальный seqNumber

Пакеты нумеруются по mod 4096.

Реальное окно не более чем 64 пакета. (зафиксировано в стандарте).

Останавливаем передачу не по retry limit, а по packet lifetime, иначе сложно отслеживать.

Неясно, что за packet lifetime

Размер окна также отслеживается.

• Если получили старый SN, то пакет отбрасывается
• если в пределах окна, то принимаем
• если слишком новый, то сдвигаем окно, а те пакеты, которые выпали мы передаем наверх (тк все равно все остальные мы отбросим).
• Иначе, пакеты не передаются наверх, пока не будут закрыты все дырки.
• Когда приходит Block ACK Request, также сдвигаем окно до указанного в запросе номера.

Есть два режима отправки блочных подтверждений (Immediate, Delayed).

Immediate

Сейчас все стараются использовать его.

Block Ack Response следует за Block Ack Request через SIFS

Delayed

$Block Ack Request \to Ack \to \dots ChannelAccess \dots \to Block Ack Response$

Кроме Immediate и delayed существует:

• Постоянное отслеживание состояний
• Временное (храним не всю битовую маску, отвечаем наугад, хз зачем)

BTW

Sequence control состоит из:

• Sequence number
• Fragment number (для фрагментации)