[New WiFi] 802.11ad 的 beam training (1)

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考慮到802.11ad運作在60 GHz的頻帶,
由於氧吸收和高基頻, 電磁波隨著距離衰減快速,
為了增加其訊號增益, 並考慮高基頻帶來的微小天線間距,
我們可以透過多天線技術, 來完成指向性天線設計,
背景知識可以參考以下文章:


然而, beamforming的技術, 也會為通訊帶來不少問題,
考慮到原有的通訊都是基於全向性天線,
因此, 我們假設干擾也是全向性, 並設計了RTS-CTS技術,
同時, 我們也並沒有處理如何選擇天線指向的問題,

為了考慮這些問題, 802.11ad設計了兩種MAC層機制, 稱為:
Sector Level Sweep (SLS) 和 Beam Refinement Process (BRP)
簡單來說, SLS是一種粗略的選擇機制, 應用於一開始的通訊建立,
Rx 端使用較寬的波束 (Q-Omni) 接收, Tx輪流傳送指向性強波束, 進行學習,
而BRP則是精密的選擇, Tx和Rx都使用指向性強的波束, 如下圖所示:

來自: https://www.researchgate.net/figure/Beamforming-training-in-80211ad_fig1_282861106

在進行不論是SLS或是BRP的流程時,
我們都已經假設AP和使用者的連線已經建立,
考慮到指向性天線的特性, AP在一開始發送beacon時,
會分時傳送多個beacon, 稱為: Directional Multi-Gigabit (DMG) beacon,
如下圖所示:

來自: https://dl.acm.org/citation.cfm?doid=2915371.2915377

我們可以看到, 在802.11ad的beacon interval frame架構中,
BTI (beacon transmission interval) 由多個DMG beacon所組成,
若是搭配之後的A-BFT和ATI, 就是前述SLS的流程,
我們將在下一篇文章中介紹.

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