Технология Beamforming
В двухдиапазонном интернет-центре Keenetic Air (KN-1613) реализована поддержка технологии адаптивного формирования диаграммы направленности или направленного сигнала Beamforming (иногда называют Transmit Beamforming или Tx Beamforming).
Важно
Keenetic Air (KN-1613) поддерживает Beamforming в сети Wi-Fi 5 ГГц.
Сигналы, посылаемые антеннами, отрегулированы (откалиброваны) таким образом, чтобы они испытывали усиливающую интерференцию непосредственно в области приемной антенны абонентского оборудования, в то время как в других направлениях они испытывают гасящую интерференцию (под интерференцией в сетях Wi-Fi понимается сигнал, передаваемый другими устройствами на том же или близком к нему канале, на котором вещает интересующая вас точка доступа; интерференция — одна из разновидностей помех).
Радиосигналы, принимаемые от клиентов Wi-Fi, помогают точке доступа определить местоположение абонентов, и эта информация в дальнейшем используется набором микросхем точки доступа для расчета и формирования узконаправленного главного лепестка в направлении от точки доступа к клиентам. Как известно, чем лучше уровень сигнала (выше значение SNR) клиента, тем большую скорость можно получить при передаче данных с точки доступа на клиента.
Технология адаптивного формирования диаграммы направленности позволяет откалибровать в сторону клиента передаваемый сигнал и улучшить таким образом канал между точкой доступа и клиентом.
Формирование направленного луча позволяет сфокусировать сигнал в направлении предполагаемого местоположения конкретного беспроводного устройства (или устройств), а не посылать его случайным образом во всех направлениях, что улучшает скорость передачи данных и расширяет диапазон. Это помогает механизму MU-MIMO, который плохо работает с быстро движущимися устройствами.
Как это выглядит на практике:
Приемник Wi-Fi (беспроводной клиент) расположен на некотором расстоянии от точки доступа. Точка доступа определяет положение приемника в пространстве по данным его радиосигнала. В нашем примере к точке доступа подключены
2беспроводных клиента. Технология Wi-Fi использует мультиплексирование с разделением по времени (Time Division Multiplexing, TDM), т.е. обмен данными в конкретный момент времени может идти между точкой и одним из активных клиентов, остальные клиенты пассивны — ждут своей очереди.
На практике уровень сигнала пассивного клиента незаметен, здесь он приведен для наглядности схемы работы технологии Tx Beamforming.
Без использования Beamforming обе антенны точки доступа Wi-Fi вещают одинаково. Амплитуды сигналов складываются в каждой точке пространства — соответственно возникают точки, где сложение амплитуд дает максимальный уровень сигнала, и такие, где амплитуды противоположны — сигнал здесь будет минимальным. В нашем примере Клиент 1 расположен в относительно «неудачной» удаленной зоне, и уровень сигнала у него невысокий. Клиент 2 расположен более удачно — амплитуды обеих антенн там максимальны. Уровень сигнала остается более-менее постоянным вне зависимости от того, какой клиент является активным в данный момент.
При использовании технологии Beamforming одна из антенн задает «базовые» колебания волны, а вторая «подстраивает» сигнал при помощи сдвига фазы таким образом, чтобы в точке нахождения клиента амплитуды сигналов обеих антенн были максимальными. В нашем примере изначально активным является Клиент 1, и сдвиг фазы происходит таким образом, что максимальные амплитуды волн обеих антенн достигаются в его точке расположения. Сигнал в точке нахождения Клиента 2 (а также в других зонах) в этот момент, наоборот, уменьшается, что снижает общий уровень шума и также приводит к увеличению мощности сигнала у Клиента 1.
Когда становится активным Клиент 2, антенна 2 снова сдвигает фазу в пользу Клиента 2. Антенна 2 адаптирует фазу для усиления сигнала в точке нахождения клиента.
Для калибровки сигнала точка доступа должна предварительно получить данные от клиента. Существует два варианта реализации Beamforming:
Явное формирование диаграммы направленности (explicit Beamforming, eBF), когда используются специальные калибровочные кадры от клиента. Для этого требуется обязательная поддержка eBF на стороне клиента. Именно клиент должен сообщить точке доступа о поддержке eBF. Данный вариант реализован в рамках стандарта 802.11ac. eBF может быть использован только для 802.11ac клиентов и несовместим с другими стандартами.
Режим explicit Beamforming можно включить/выключить через веб-интерфейс роутера в настройках точки доступа 5 ГГц.
Важно
Явное формирование луча к клиенту (explicit Beamforming) работает только когда имеется поддержка на уровне клиента и в сети работает минимум
2передатчика.Неявное формирование диаграммы направленности (implicit Beamforming, iBF), когда используются служебные кадры. Если клиент не имеет поддержку eBF, можно включить implicit Beamforming. Сделать это можно только через интерфейс командной строки (CLI) интернет-центра командой:
(config)>
interface WifiMaster1 beamforming implicit