Связь с низкой задержкой в сетях Wi-Fi

Приложения реального времени (Real-Time Applications, RTA), такие как виртуальная и дополненная реальность, промышленная автоматизация и облачные игры, обычно требуют высокой надежности передачи (вероятность доставки пакета не менее 99,9–99,999%) и низкой задержки (1–10 мс). Современные сети Wi-Fi часто испытывают трудности с выполнением таких строгих требований.

Во-первых, Wi-Fi работает в нелицензируемом спектре и использует протокол Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA), который может увеличивать задержки из-за коллизий и периодов ожидания между передачами станций. В результате устройства не могут передавать данные, пока канал занят другой передачей, которая может длиться несколько миллисекунд. Во-вторых, растущая плотность Wi-Fi-сетей усиливает взаимные помехи между перекрывающимися сетями.

Лаборатория WNL разработала и исследовала различные подходы к решению этой проблемы для существующих и будущих поколений Wi-Fi (Wi-Fi 6, 7, 8 …). Один из таких подходов заключается в использовании OFDMA и гибридного доступа к каналу (сочетание планового и случайного доступа) вместе с резервированием ресурсов для спорадического трафика. Результаты исследований в этой области были удостоены премии Best Paper на международной конференции PIMRC 2019.

Другой подход — использование планового доступа в сочетании с механизмами пространственного повторного использования радиоресурсов, которые позволяют устройствам из разных сетей одновременно передавать свои кадры при условии ограничения мощности передачи и возникающих помех. Некоторые подходы основаны на резервировании ресурсов устройством, планирующим передачу срочного кадра. Существует множество типов резервирования, реализуемых различными механизмами в Wi-Fi: единичное и периодическое, в канале для передачи данных или в другом канале, мгновенное (например, restricted TWT) и долгосрочное.

WNL также исследует механизм прерывания передач, который позволяет устройству разбивать свои низкоприоритетные передачи на несколько коротких сессий, между которыми другие устройства могут передавать свои срочные кадры. Наконец, лаборатория изучает методы приоритизации срочного трафика с модификациями стандартного случайного доступа, например с использованием метода Prioritized EDCA, предложенного в Wi-Fi 8.