En este segundo texto, analizaremos más de cerca MU-MIMO, OFDMA y 1024-QAM. 

Ruckus logoIntroducción

En la primera parte de esta serie, exploramos la evolución del estándar 802.11 Wi-Fi y las diferentes bandas que soporta (2.4 GHz, 5 Ghz y 6 GHz), así como las velocidades PHY máximas y la utilización del espectro. En este segundo texto, analizaremos más de cerca MU-MIMO, OFDMA y 1024-QAM.

Flujos inalámbricos para usuarios (mejor conocidos como streams en inglés)

Una métrica importante para el estándar 802.11 Wi-Fi sigue siendo el número máximo de flujos de usuarios únicos. El estándar original ofrecía solamente una cadena de transmisión y una cadena de recepción únicas que soportaban un flujo de datos. En contraste, el estándar Wi-Fi 4 (802.11n) actualizado ofrecía cuatro cadenas de radio, fortaleciendo con un mayor rendimiento y la eficiencia al soportar la transmisión de cuatro flujos paralelos hacia el mismo dispositivo. Posteriormente, Wi-Fi 5 (802.11ac) ofreció soporte para hasta ocho flujos.

Wi-Fi 6 y MU-MIMO

Aunque Wi-Fi 5 (802.11ac) y Wi-Fi 6 (802.11ax) soportan la transmisión de ocho flujos es importante mencionar que los dispositivos finales tendrán que ofrecer soporte para este mecanismo. Específicamente los puntos de acceso (PA) inalámbricos soportan ocho flujos porque son relativamente grandes y se conectan a una fuente de alimentación dedicada. Sin embargo, los dispositivos finales de consumo son normalmente pequeños y utilizan baterías. Por lo tanto, los fabricantes de Wi-Fi usualmente no diseñan clientes de tales capacidades. De hecho, los clientes normalmente tienen únicamente una o dos cadenas de transmisión/recepción. Así, aunque un PA soporte ocho flujos, el dispositivo cliente promedio probablemente solamente sea capaz de transmitir y recibir dos flujos.

Es precisamente por esto que el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE por sus siglas en inglés, Institute of Electrical and Electronics Engineers) introdujo el mecanismo Multi-User MIMO (MU-MIMO), el cual divide ocho flujos en cuatro grupos de dos dispositivos y los transmite a los dispositivos de consumo como son los teléfonos inteligentes. De hecho, Wi-Fi 5 (802.11ac) permite que el PA hable con cuatro dispositivos al mismo tiempo, mientras que Wi-Fi 6 (802.11ax) amplía esta capacidad a 8 dispositivos. Además, Wi-Fi 6 (802.11ax) soporta MU-MIMO en las direcciones de subida y bajada, mientras que el estándar anterior Wi-Fi 5 (802.11ac) sólo soportaba MU-MIMO en la dirección de bajada.

OFDMA y 1024-QAM

Wi-Fi 6 (802.11ax) también introduce un nuevo esquema de modulación denominado acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA por sus siglas en inglés, Orthogonal Frequency-Division Multiple Access). Aunque este mecanismo es nuevo para Wi-Fi ha sido examinado minuciosamente en las implementaciones de LTE, al igual que muchas otras tecnologías inalámbricas. Además, Wi-Fi 6 (802.11ax) añade un esquema de modulación de 1024-QAM, el cual permite que Wi-Fi alcance velocidades de datos más altas. Específicamente, el número máximo de tonos OFDM aumenta de 64 en Wi-Fi 4 (802.11n) a 2.048 en el canal de 160 MHz en Wi-Fi 6 (802.11ax). Hay que decir que los ‘tonos’ y subportadores se utilizan de forma indistinta. Por ejemplo, un canal OFDMA de 20 MHz consiste de un total de 256 subportadores o ‘tonos’. Además, la separación entre los subportadores se ha reducido 4 veces de 312.5 kHz a 78.125 kHz. La separación más pequeña optimiza la ecualización y mejora la robustez de los canales necesarios para la operación en exteriores.