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곧 출시 될 802.11be WLAN 표준의 개요

Wi-Fi 6 또는 HE (High Efficiency)라고도 하는 현재 WLAN 세대 802.11ax의 표준화가 거의 완료되었습니다. 802.11ax의 주요 목표는 특히 사용자 밀도가 높은 시나리오에서 스펙트럼을 보다 효율적으로 활용하는 것입니다. 11ax 디바이스의 시장 침투율은 여전히 ​​상대적으로 낮지만 Wi-Fi 7 또는 EHT (Extreme High Throughput)라고도 알려진 차세대 802.11be에 대한 작업도 이미 진행 중입니다.

802.11ax의 주요 목표는 다중 사용자 작업에서 사용자에게 더 나은 서비스를 제공하는 것이지만 802.11be는 다시 데이터 처리량을 늘리는 데 중점을 둡니다. 802.11ax 및 802.11be의 다른 초점에도 불구하고 물리 계층 (PHY)은 OFDMA 및 MU-MIMO와 같은 802.11ax의 여러 측면을 상속합니다. 그러나 처리량을 결정하는 주요 매개 변수에 대한 작업이 진행 중입니다.

예를 들어, 고차 변조 방식이 지원되고 (최대 4096QAM), 공간 스트림 수가 증가 (최대 16), 채널 대역폭이 확장됩니다 (최대 32 0MHz). 추가 개선 사항도 802.11be에 도입 될 예정입니다. OFDMA 톤 계획은 주파수 가용성을 향상시키기 위해 수정 될 것이며, 높은 처리량이 필요한 장치에 대해 여러 부반송파 패킷 (자원 단위)의 그룹화가 가능할 것입니다. 데이터 프리 앰블에는 서로 다른 WLAN 버전 간의 호환성을 개선하고 향후 버전에서 데이터 처리를 단순화하기 위한 새로운 필드가 있습니다.

주요 802.11be PHY 혁신은 다음과 같습니다.

상태 및 문서

802.11 작업 그룹은 [1]에서 활동 상태에 대한 업데이트를 게시합니다. 2021년 1월 19일, 작업 그룹의 투표 구성원을 위해 802.11be 표준 수정안의 초안 버전 0.3이 발표되었습니다. 이것은 많은 미해결 질문이 있는 예비 초안입니다. 이러한 질문에 대한 답변이 포함된 버전 1.0은 2021년 5 월에 준비 될 예정입니다. 안정적인 초안 버전 2.0은 2022년 3월로 예정되어 있습니다. 이 문서는 초안 버전 0.1을 참조합니다. 802.11 초안 버전은 작업 그룹의 투표 멤버 만 사용할 수 있지만 802.11be SFD (사양 프레임 워크 문서)는 무료로 사용할 수 있습니다[2]. 작업 그룹 구성원이 동의 한 기능 및 요구 사항이 포함되어 있습니다. 이 문서에 있는 대부분의 정보는 SFD 버전 15를 기반으로 합니다.

802.11be의 목표 및 기능

802.11be의 주요 목표는 라이선스가 없는 대역의 처리량을 1 GHz 에서 7.125 GHz로 늘리는 것입니다. 구체적인 목표는 프로젝트 승인 요청[3]에 명시되어 있습니다.

► MAC 액세스 포인트 (SAP)에서 측정 된 30 Gbit/s 이상의 처리량을 가능하게 하는 하나 이상의 작동 모드 제공
► 2.4 GHz, 5 GHz 및 6 GHz 대역에서 작동하는 이전 802.11 장치와의 역 호환성 및 공존
► 802.11ax보다 최악의 지연 시간과 지터가 더 나은 최소 하나의 작동 모드 정의
► 비디오, 가상 및 증강 현실, 게임, 원격 작업 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 사용 사례에 대해 더 짧은 지연 시간으로 더 높은 처리량을 달성합니다.

물리 계층 (PHY)의 주요 매개 변수

802.11be 장치는 2.4 GHz, 5 GHz 및 6 GHz 대역에서 작동 할 수 있습니다. 장치는 이전 표준의 물리 계층 사양을 준수하는 다른 장치와 이러한 대역에서 상호 운용 할 수 있어야 합니다. 따라서 그림 1의 표는 802.11ax와 802.11be 간의 많은 유사점을 보여줍니다.

802.11be와 이전 WLAN 표준의 비교

	802.11n	802.11ac	802.11ax	802.11be
Channel bandwidth (MHz)	20, 40	20, 40, 80, 80 + 80, 160	20, 40, 80, 80 + 80, 160	20, 40, 80, 80 + 80, 240, 160 + 160, 320
Subcarrier spacing (kHz)	312.5	312.5	78.125	78.125
Symbol duration (µs)	3.2	3.2	12.8	12.8
Cyclic prefix (µs)	0.8	0.8, 0.4	0.8, 1.6, 3.2	0.8, 1.6, 3.2
MU-MIMO	no	in downlink	in uplink and downlink	in uplink and downlink
Modulation	OFDM	OFDM	OFDM, OFDMA	OFDM, OFDMA
Data subcarrier modulation	BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM	BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM	BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1024QAM	BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1024QAM, 4096QAM
Coding	BCC (mandatory) LDPC (optional)	BCC (mandatory) LDPC (optional)	BCC (mandatory) LDPC (mandatory)	BCC (mandatory) LDPC (mandatory)

여러 자원 단위

802.11ax에서는 서비스 대역폭에서 하나의 주파수 패킷 (자원 단위, RU) 만 각 장치에 할당 할 수 있습니다. 802.11be를 사용하면 MRU (Multiple Resource Unit)를 할당 할 수 있습니다. MRU의 장점은 효율적인 스펙트럼 사용을 위한 더 많은 유연성입니다. 그러나 MRU 할당은 스테이션에 신호를 보내야 하므로 오버 헤드가 증가하고 가능한 RU 조합이 많으면 액세스 포인트와 스테이션의 복잡성이 높아집니다. 따라서 802.11be는 이 수를 제한합니다. 242개 이상의 캐리어가 있는 대형 RU (RU242, RU484, RU996)는 다른 대형 RU 와만 결합 될 수 있으며, 242 개 미만의 캐리어 (RU26, RU52 및 RU106)가있는 소형 RU는 다른 소형 RU 와만 결합 될 수 있습니다. 이러한 RU 조합 제한 외에도 802.11be는 가능한 작은 RU 세트 조합의 하위 집합 만 지원합니다. 그림 3에서 RU78로 표시된 행은 80MHz 채널에서 RU26 + RU52의 허용 가능한 조합을 보여줍니다.

802.11be 표준은 다른 기술과의 공존 및 주파수 자원의 유연하고 효율적인 사용에 중요하기 때문에 기기의 전송 대역폭 기능에 따라 광범위한 MRU 조합에 대한 지원을 규정합니다 (그림 4 참조).

톤 플랜 (부반송파 플랜)

802.11be 톤 계획은 802.11ax의 톤 계획을 기반으로 하지만 약간의 차이가 있습니다. 부반송파 간격 78.125kHz는 20MHz 및 40MHz 톤 계획과 마찬가지로 두 표준에서 동일합니다. 그러나 80MHz 톤 계획은 802.11ax의 톤 계획과 다릅니다 (그림 5 참조). 80MHz 세그먼트가 손상되거나 OFDMA 전송과 함께 사용되는 경우 톤이 이동됩니다.

이 작은 변화는 802.11ax 톤 계획의 잠재적 인 문제를 제거합니다.

고성능 무선 표준의 진화: Wi-Fi7 주파수 및 대역폭

Standard	Frequency	Max. Channel Bandwidth
5G New Radio FR1	< 7.125 GHz	100 MHz
5G New Radio FR2	> 24.25 GHz	400 MHz
Wi-Fi 6E (IEEE 802.11ax)	< 7.125 GHz	160 MHz
Wi-Fi 7 (IEEE 802.12be)	< 7.125 GHz	320 MHz
HRP UWB (IEEE 802.15.4z)	< 10.6 GHz	500 MHz