案例库 · 软件与 IT · 技术决策 · 2009–2020
OFDMA将无线信道分割为正交子载波,使众多设备同时传输
4G和Wi-Fi 6将信道划分为数千个正交子载波,并将子集分配给用户,无需额外频谱即可倍增容量。
3GPP · Wi-Fi Alliance
那一手
早期的蜂窝和Wi-Fi系统将整个信道在某一时刻只分配给一个用户:TDMA下用户轮流使用,FDMA下频谱被分割成固定频段。随着智能手机的普及,这种分配方式浪费了容量——负载较轻的用户仍占用信道。
OFDMA改变了这种机制。信道被分成数百或数千个窄带子载波,由于子载波是正交的——每个符号周期内完成整数个周期——它们可以紧密排列,接收端仍能干净地分离。调度器可以在每个符号上给不同用户分配子载波组,因此数十个设备可以同时共享信道。
这就是4G LTE和Wi-Fi 6都采用OFDMA的原因:它将一次一用户的媒介转变为精细切片、可调度的资源。在拥挤的家庭中,Wi-Fi 6可以在同一传输中服务多部手机和物联网设备,而不是让它们排队等待。
为什么管用
- 正交性使子载波在频谱上重叠而不冲突,从而更密集地使用频谱。
- 每用户子载波组让调度器在每个符号上按需求匹配资源。
- 同一机制从手机扩展到路由器,因此LTE和Wi-Fi 6都采用了它。
- 它无需新频谱即可倍增容量,而频谱是无线中最稀缺的资源。
值了多少重叠的正交子载波让多人共享神来之笔
可以搬走什么
当共享资源看似不可分割时,寻找一种数学结构,让众多用户能同时分割它——分离并不需要物理间隔。
后来呢
OFDMA成为4G LTE和Wi-Fi 6(802.11ax)的物理层基础,并应用于数十亿设备。Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7将相同原理扩展到新频段,OFDMA仍是现代无线网络同时服务众多用户的标准方式。
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