La Evolución del Wi-Fi 6, segunda parte

En la primera parte, exploramos la evolución del estándar 802.11 Wi-Fi y las diferentes bandas que soporta (2.4 GHz, 5 Ghz y 6 GHz), así como las velocidades PHY máximas y la utilización del espectro. En este blog, analizaremos más de cerca MU-MIMO, OFDMA y 1024-QAM.

Flujos inalámbricos para usuarios (mejor conocidos como streams en inglés)

Una métrica importante para el estándar 802.11 Wi-Fi sigue siendo el número máximo de flujos de usuarios únicos. El estándar original ofrecía solamente una cadena de transmisión y una cadena de recepción únicas que soportaban un flujo de datos.

En contraste, el estándar Wi-Fi 4 (802.11n) actualizado ofrecía cuatro cadenas de radio, fortaleciendo con un mayor rendimiento y la eficiencia al soportar la transmisión de cuatro flujos paralelos hacia el mismo dispositivo. Posteriormente, Wi-Fi 5 (802.11ac) ofreció soporte para hasta 8 flujos.

Wi-Fi 6 y MU-MIMO

Aunque Wi-Fi 5 (802.11ac) y Wi-Fi 6 (802.11ax) soportan la transmisión de 8 flujos es importante mencionar que los dispositivos finales tendrán que ofrecer soporte para este mecanismo. Específicamente los puntos de acceso (PA) inalámbricos soportan 8 flujos porque son relativamente grandes y se conectan a una fuente de alimentación dedicada.

Sin embargo, los dispositivos finales de consumo son normalmente pequeños y utilizan baterías. Por lo tanto, los fabricantes de Wi-Fi usualmente no diseñan clientes de tales capacidades. De hecho, los clientes normalmente tienen únicamente una o dos cadenas de transmisión/recepción. Así, aunque un PA soporte 8 flujos, el dispositivo cliente promedio probablemente solamente sea capaz de transmitir y recibir dos flujos.

Es precisamente por esto que el IEEE introdujo el mecanismo Multi-User MIMO (MU-MIMO), el cual divide 8 flujos en cuatro grupos de dos dispositivos y los transmite a los dispositivos de consumo como son los teléfonos inteligentes.

De hecho, Wi-Fi 5 (802.11ac) permite que el PA hable con cuatro dispositivos al mismo tiempo, mientras que Wi-Fi 6 (802.11ax) amplía esta capacidad a 8 dispositivos. Además, Wi-Fi 6 (802.11ax) soporta MU-MIMO) en las direcciones de subida y bajada, mientras que el estándar anterior Wi-Fi 5 (802.11ac) sólo soportaba MU-MIMO en la dirección de bajada.

OFDMA y 1024-QAM

Wi-Fi 6 (802.11ax) también introduce un nuevo esquema de modulación denominado acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA por sus siglas en inglés). Aunque este mecanismo es nuevo para Wi-Fi ha sido examinado minuciosamente en las implementaciones de LTE, al igual que muchas otras tecnologías inalámbricas.

Además, Wi-Fi 6 (802.11ax) añade un esquema de modulación de 1024-QAM, el cual permite que Wi-Fi alcance velocidades de datos más altas. Específicamente, el número máximo de tonos OFDM aumenta de 64 en Wi-Fi 4 (802.11n) a 2.048 en el canal de 160 MHz en Wi-Fi 6 (802.11ax). Hay que decir que los ‘tonos’ y subportadores se utilizan de forma indistinta.

Por ejemplo, un canal OFDMA de 20 MHz consiste de un total de 256 subportadores o ‘tonos’. Además, la separación entre los subportadores se ha reducido 4 veces de 312.5 kHz a 78.125 kHz. La separación más pequeña optimiza la ecualización y mejora la robustez de los canales necesarios para la operación en exteriores.