OFDM
OFDM 代表 O rthogonal F requency D ivision Multiplexing。它是一种多载波调制形式,其中传输具有重叠频谱的多个副载波信号,以在多个通道之间并行传输数据。例如,如果您使用的是带有支持 OFDM 的 WiFi 5 的有线 eMTA,则语音和数据信号将同时发送和接收
OFDMA
OFDMA 指的是正交频分多址。它是单用户OFDM的多用户版本。在 WiFi 6 出现之前,数据传输采用 OFDM,按照时间段来识别用户。只有一个用户占用一个信道上的所有子载波,并在每个时隙内发送一个完整的数据包。对于短数据包或多个端点,OFDMA 的吞吐量是 OFDM 的三倍。OFDMA 组合传输并将帧发送到多个端点。因此,传输延迟更低,效率更高,这使得OFDMA适合物联网设备、视频、网络游戏等应用
OFDMA 工作原理
在 OFDMA 的帮助下,多个客户端的数据可以在一次传输中发送到 AP 或从 AP 接收。接入点同时使用射频信道内的子载波组进行下行链路,而以前它会以连续的数据包系列发送数据,从而消耗整个射频信道带宽。多个客户端在上行链路方向同时传输,它们的信号通过各种子载波到达接入点,以实现并行接收。减少的报头和争用开销提高了效率,小数据包吞吐量明显更高,但 OFDMA 的出色之处在于对单个传输的强大控制。
Wi-Fi 传输是许多参数的复杂交互,例如传输比特率、传输功率、接收灵敏度和噪声水平、信道带宽等。为了获得最大的效率和性能,OFDMA 能够为每个传输和每个客户端优化这些参数,然后将它们组合成各种组合。
OFDMA的优缺点
优点:
- 更高的频率种类和效率
OFDMA通过降低Preamble、SIFS和Contention的时间成本,提高了多客户端并发场景的通信效率,尤其是高密度部署。
- 服务质量
随着OFDMA的使用,不仅可以在时域和频域进行更细粒度的下行资源分配,还可以在Wi-Fi通信中首次在上行明确分配资源单元。这种双向资源元素分配能力类似于 LTE 资源块 (RB),类似于 5G 中的虚拟资源或"切片"。可以想象,这个 802.11ax 切片可以具有各种属性,例如带宽、延迟和抖动,从而实现比以前使用 802.11ac 更精细的 QoS。
- 更高的用户带宽
802.11ax 中使用的 OFDMA 技术将 20/40/80/160 MHz 信道划分为多个资源单元 (RU)。对于 20MHz 信道,一个 RU 可以由 26、52、106 或 242 个子载波组成,对应于大约 2MHz、4MHz、8MHz 和 20MHz 带宽的 RU。客户端的数据承载在每个RU上,所以从总的时频资源来看,在每个时间片中,可以同时向多个客户端发送数据。
- 更灵活,可以打开和关闭通道和子通道
- 更好的网络覆盖
缺点:
- 频率分集取决于子载波如何分配给用户,因此会变得复杂。
- 需要额外的电源,因为它始终处于开启状态并准备好发送传输。
- 灵敏度高于其他通道类型。
OFDM Vs OFDMA
特征 | OFDM | OFDMA |
---|---|---|
完整形式 | 正交频分多路复用 | 正交频分多址 |
基本原理 | 将高速数据流划分为多个并行子流,每个子流调制到不同的正交子载波上。 | 它基于 OFDM 构建,通过将子载波子集分配给不同的用户,允许多个用户同时访问和共享同一频谱。 |
多址 | 单用户 (SU) | 多个用户 (MU) |
资源配置 | 固定 | 动态 |
子载波分配 | 分配给单个用户 | 动态分配给多个用户 |
灵活性 | 有限 | 高 |
效率 | 降低 | 高 |
可扩展性 | 有限 | 高 |
复杂性 | 降低 | 高 |
干扰管理 | 当涉及多个用户时,管理干扰的效果较差。 | 由于用户的子载波可以在空间上分离和动态分配,因此在管理干扰方面更加有效。 |
拥塞性能 | 由于资源不是在用户之间动态分配的,因此更容易出现拥塞。 | 由于资源是根据需求动态分配的,因此对拥塞的适应能力更强。 |
抗衰落/干扰的稳健性 | 对衰落和干扰的稳健性较差。 | 与 OFDM 相比,对衰落和干扰更可靠。 |
应用 | 有线系统如 DSL、WiFi、Fixed wimax PHY,参考 OFDM 物理层➤ | 移动 wimax PHY、5G 等是指 OFDMA 物理层➤ |
总之,虽然 OFDM 和 OFDMA 都是基于将 可用频谱到多个正交子载波中,它们的主要区别在于它们的方法 实现多重访问和资源分配。OFDM 主要满足单用户通信 固定资源分配,而 OFDMA 扩展了这一概念以容纳多个用户 根据用户需求动态分配子载波子集。这使得 OFDMA 能够实现 更高的频谱效率、可扩展性和干扰管理,使其成为 现代多用户无线通信系统
OFDM将所有个子载波用于承载一个用户的数据包,在某一时隙,只有一个用户在该载波上可以发送数据,如果该载波需服务于多个用户,则需排队。OFDMA则可以在同一时隙将不同的子载波分给不同的用户。
参考链接
什么是OFDMA?OFDMA和MU-MIMO的区别? - 芯德科技