Theo tiêu chuẩn IEEE 802.11be WiFi 7, kiến ​​trúc khung có thông lượng cực cao (EHT) được khuyến nghị để hỗ trợ các tính năng và khả năng nâng cao.

Cấu trúc khung WiFi 7

Cấu trúc khung EHT trong Wi-Fi 7 được xây dựng dựa trên cấu trúc khung HE (Hiệu suất cao) được sử dụng trong Wi-Fi 6 (802.11ax) với những cải tiến để hỗ trợ các tính năng mới được giới thiệu bởi chuẩn 802.11be. Các thành phần chính của cấu trúc khung Wi-Fi 7 bao gồm các trường sau:

1. Giới thiệu

Tiền tố rất quan trọng cho việc đồng bộ tín hiệu và ước lượng kênh, đồng thời cung cấp thông tin cần thiết để bộ thu giải mã các khung dữ liệu. Tiền tố EHT đã được mở rộng để đáp ứng các tính năng mới như băng thông rộng hơn và điều chế chuỗi cao hơn.

Tiền tố trong Wi-Fi 7 đã được mở rộng để hỗ trợ băng thông kênh tối đa 320 MHz và bao gồm các trường chuyên dụng để quản lý hoạt động đa liên kết và khả năng xuyên thâm tiền tố. Cấu trúc bao gồm các trường hiện có (để đảm bảo khả năng tương thích ngược) và các trường mới dành riêng cho EHT.

2. EHT-SIG (Trường tín hiệu EHT)

Trường này chứa thông tin thiết yếu về khung dữ liệu, chẳng hạn như định dạng điều chế và mã hóa (MCS), băng thông và cấu hình không gian. Đây là một cải tiến so với trường HE-SIG trong WiFi 6 và được chia thành nhiều trường con như sau:

Các trường EHT-SIG A và SIG-B chứa thông tin truyền dẫn chi tiết để cấu hình bộ thu, bao gồm độ rộng kênh, chỉ số MCS và chi tiết luồng không gian. Các trường EHT-SIG được thiết kế để hỗ trợ phân bổ băng thông động, với khả năng hỗ trợ băng thông lên đến 320 MHz và tối đa 16 luồng không gian.

• EHT-SIG A: Chứa thông tin cần thiết để giải mã tín hiệu cơ bản, bao gồm băng thông và số lượng luồng không gian.
• EHT-SIG B: Cung cấp thêm thông tin chi tiết, chẳng hạn như MCS, phân bổ tài nguyên cho OFDMA và các tham số hoạt động khác dành riêng cho khung EHT.

3. Trường dữ liệu

Trường dữ liệu chứa tải trọng (dữ liệu người dùng) và các tính năng để nâng cao hiệu suất.

Trường dữ liệu sử dụng các lược đồ mã hóa tiên tiến để hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn được kích hoạt bởi 4096-QAM và các phương pháp tổng hợp được cải tiến. Việc sử dụng OFDMA và MU-MIMO được tối ưu hóa thông qua tín hiệu chuyên dụng trong trường dữ liệu, cho phép nhiều người dùng gửi và nhận dữ liệu đồng thời.

• Phương thức điều chế và mã hóa (MCS): Hỗ trợ lên đến 4096-QAM, cho phép truyền tải nhiều bit dữ liệu hơn trên mỗi ký hiệu và tốc độ dữ liệu cao hơn.
• Tổng hợp dữ liệu: Các kỹ thuật tổng hợp dữ liệu được cải tiến, chẳng hạn như A-MPDU (Aggregated MAC Protocol Data Unit), cho phép gửi nhiều khung dữ liệu cùng nhau, giảm thiểu chi phí xử lý.
• Các sóng mang thí điểm: Chúng được sử dụng để ước lượng kênh, cho phép bộ thu giải mã tín hiệu chính xác ngay cả khi kênh truyền không dây thay đổi.

Các sóng mang phụ này giúp duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu trong suốt quá trình truyền dẫn bằng cách cho phép ước lượng kênh chính xác. Điều này cực kỳ quan trọng đối với hoạt động đa băng tần thông lượng cao được hình dung trong Wi-Fi 7.

• Khoảng thời gian bảo vệ: Wi-Fi 7 hỗ trợ các khoảng thời gian bảo vệ ngắn hơn (ví dụ: 0,8, 1,6, 3,2 micro giây) để giảm chi phí và cải thiện hiệu suất, đặc biệt là trong môi trường mật độ cao.

Các tùy chọn thời gian bảo vệ trong Wi-Fi 7 hỗ trợ nhiều môi trường hoạt động khác nhau, cân bằng giữa yêu cầu độ trễ thấp và thông lượng cao với các hiệu ứng nhiễu và đa đường truyền tiềm tàng.

• Tiền tố dựa trên kích hoạt: Đối với các ứng dụng đa người dùng trong OFDMA, tiền tố dựa trên kích hoạt hỗ trợ tín hiệu đồng bộ từ nhiều trạm, cải thiện hiệu quả sử dụng tần số.

Khung dữ liệu PPDU của Wi-Fi 7, như thể hiện trong hình, có cấu trúc như sau:

• Sân tập ngắn L-STF
• Cơ sở huấn luyện dài hạn (L-LTF)
• Trường tín hiệu L-SIG thế hệ cũ.
• Trường tín hiệu trùng lặp RL-SIG.
• Trường tín hiệu phổ quát (U-SIG)
• Trường tín hiệu EHT-SIG EHT
• EHT-STF EHT Sân tập ngắn hạn
• EHT-LTF (Khu huấn luyện tầm xa EHT)
• Dữ liệu tải trọng
• PE - Trường mở rộng gói tin ở cuối khung.

Có các mẫu lặp lại của các trường được đề cập ở trên theo định dạng EHT, MU, PPDU và EHT, TB, PPDU.

Những lợi ích của cấu trúc khung EHT trong WiFi 7.

• Tăng cường thông lượng: Cấu trúc khung EHT hỗ trợ tốc độ dữ liệu rất cao nhờ băng thông rộng hơn (lên đến 320 MHz), điều chế cao hơn (lên đến 4096-QAM) và hỗ trợ luồng không gian được cải thiện (lên đến 16 luồng không gian).
• Cải thiện hiệu suất đa người dùng: Khả năng OFDMA và MU-MIMO được nâng cao trong khung EHT cho phép truyền dữ liệu đồng thời đến nhiều người dùng, cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng phổ tần và dung lượng mạng.
• Độ trễ thấp hơn: Việc sử dụng các khoảng thời gian bảo vệ ngắn hơn và các phương pháp tích hợp được tối ưu hóa giúp giảm thời gian cần thiết để truyền khung hình, từ đó giảm độ trễ tổng thể.
• Cải thiện khả năng sử dụng phổ tần: Các tính năng như khả năng xuyên thấu tín hiệu và phân bổ tài nguyên linh hoạt trong lĩnh vực EHT-SIG cho phép WiFi 7 sử dụng phổ tần hiệu quả ngay cả trong môi trường khó khăn với nhiễu hoặc kênh khả dụng một phần.
• Hỗ trợ các trường hợp sử dụng nâng cao: Kiến trúc khung EHT hỗ trợ các trường hợp sử dụng mới như AR/VR, chơi game trên đám mây và các ứng dụng thời gian thực yêu cầu độ trễ thấp và thông lượng cao.

Tóm lại: Cấu trúc khung EHT của WiFi 7 thể hiện một bước tiến đáng kể được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các mạng không dây hiện đại.