Skip to main content

Руководство пользователя

Технология Beamforming

В двухдиапазонном интернет-центре Keenetic Giga (KN-1011) реализована поддержка технологии адаптивного формирования диаграммы направленности или направленного сигнала Beamforming (иногда называют Transmit Beamforming или Tx Beamforming).

Важно

Keenetic Giga (KN-1011) 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 2 беспроводных клиента. Технология Wi-Fi использует мультиплексирование с разделением по времени (Time Division MultiplexingTDM), т.е. обмен данными в конкретный момент времени может идти между точкой и одним из активных клиентов, остальные клиенты пассивны — ждут своей очереди.

    BF-01-en.png

На практике уровень сигнала пассивного клиента незаметен, здесь он приведен для наглядности схемы работы технологии Tx Beamforming.

  1. 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.

    BF-02-en.png
  2. 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.

    BF-03-en.png

    Когда становится активным Клиент 2антенна 2 снова сдвигает фазу в пользу Клиента 2Антенна 2 адаптирует фазу для усиления сигнала в точке нахождения клиента.

    BF-04-en.png

Для калибровки сигнала точка доступа должна предварительно получить данные от клиента. Существует два варианта реализации Beamforming:

  1. Явное формирование диаграммы направленности (explicit BeamformingeBF), 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 802.11aceBF 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 2 передатчика.

  2. Неявное формирование диаграммы направленности (implicit BeamformingiBF), 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