查 Uplink Multi-User OFDMA 工作机制

查 Uplink Multi-User OFDMA 工作机制

IEEE 802.11 ax 是即将到来的标准 IEEE 802.11 无线局域网(WLAN)系列。直到其最新的标准，即 802.11 ac 出现，使用创新的机制，如多用户多输入多输出(MU-MIMO)、高阶调制和编码方案等，提高物理层的总体吞吐量才成为了802.11 工作组关注的焦点。然而，这些物理层的增益通常无法转化为介质访问控制(MAC)层的高吞吐量，特别是在密集的部署场景中。
为了解决这个限制，IEEE 802.11ax 引入了新的特性，最显著的是 OFDMA，从而支持并发的 MU 传输。

早期的 WIFI 标准主要是为应用程序提供低数据率的无线连接，如网页浏览、电子邮件等等。802.11 标准已经进化到提供高数据速率和服务质量(QoS)保证，从而支持范围广泛的应用程序，如从带宽密集型视频流到延迟受限的语音通话。
即将发布的 802.11ax 标准将使 Wi-Fi 向前迈进一大步，在密集用户环境中增强高可靠吞吐量的无线连接。一个典型的 802.11ax 用例场景是机场或体育场的拥挤热点，其中如今在这些场景中超载的接入点(APs)提供了糟糕的用户体验。11ax 承诺在相同的未授权频谱上支持的用户数量增加10倍，将每个用户的平均吞吐量增加4倍，并提高户外和多路径信号的鲁棒性。

High Efficiency (HE) WLAN Task Group （TGax）自2013年5月以来，一直在开发 802.11ax 标准。虽然 802.11ax 标准仍处于开发的早期阶段，但是物理层和MAC层的一些关键特性已经达成一致。
其中，在物理层传感灵敏度的动态控制（称为 Dynamic Sensitivity Control）与基于 OFDMA 的 MAC 是对当前 802.11 标准的主要补充。

OFDMA 将可用的物理资源(即频谱)划分为多个正交子信道——在802.11ax术语中称为资源单元(RU)。
20 MHz、40 MHz、80 MHz、160 MHz 的 Wi-Fi 信道可分为 9、18、37和74 RUs。这些RUs 可以根据用户的流量需求分配给不同的用户，从而支持并发的多用户 (MU) 传输。
在 MU OFDMA 传输期间，802.11ax AP 将充当协调器用于下行链路(DL)的OFDMA传输即从 AP 到 stations (STAs)；以及上行(UL)即从 STAs 到 AP 方向。AP 可以通过传输一个触发帧 (TF) 来触发 MU OFDMA 模式，这是一个将在 802.11ax 中定义的帧结构。
当接收到TF时，相关的STAs进入预定访问(SA)模式，只有这些客户端可以传输或接收AP分配的 RUs 帧。这一行为与使用基于争用机制的通道访问的传统 802.11 标准形成了对比。
为了让AP在TF中分配RUs，它必须知道相关STAs的流量状况。在DL中这很简单，因为所有到达STAs的数据包都通过AP传递。但是，在UL中，STAs必须通过传输常规缓冲区状态报告(BSR)来显式地传达它们的流量需求。这些 BSRs 的传播可以由 AP 引起，也可以由 STAs 启动。
为了支持这种引出的 BSR 传输，802.11ax 提供了一种随机访问(RA)模式，即基于上行 OFDMA 的随机访问（UORA），可以与 SA 模式结合使用。本质上，在TF中，AP将所有RUs的一部分来分配给RA模式，剩余部分则分配给SA模式。

---

《Uplink Non-Orthogonal Multiple Access for 5G Wireless Networks》
In Orthogonal Multiple Access (OMA) techniques, the users in each cell are allocated the resources exclusively and there is no inter-user interference, hence, low-complexity detection approaches can be implemented at the receiver to retrieve the users’ signals.