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OFDMA와 RU

규격 · 개정판

802.11ax: Clause 27 (HE 톤 할당, RU), Clause 26 (DL/UL MU 동작, Trigger 프레임) · 802.11be: MRU (Multiple RU), 320 MHz RU, 소형/대형 MRU 규칙 (Clause 36)

한눈에 보기

11ac까지는 한 번에 한 단말만 채널 전체를 썼습니다(MU-MIMO 제외). 짧은 메시지 하나를 보내려고 80 MHz 전체를 쓰고, 매번 프리앰블과 경쟁 시간을 낭비했습니다.

OFDMA는 채널을 RU(Resource Unit)라는 조각으로 나눠 여러 단말에게 한 패킷 안에서 동시에 보냅니다. 큰 트럭 한 대가 소포 하나씩 왕복하던 것을, 칸막이 트럭이 여러 집 소포를 한 번에 싣고 가는 방식으로 바꾼 셈입니다.

  • 가장 작은 RU는 26톤(약 2 MHz)으로, 20 MHz에 최대 9명까지 넣을 수 있습니다.
  • 하향(DL OFDMA)은 AP가 HE MU PPDU로, 상향(UL OFDMA)은 AP가 트리거 프레임으로 단말들에게 RU를 배정하고 동시에 보내게 합니다.
  • Wi-Fi 7은 단말 하나에 RU 여러 개를 묶어(MRU) 줄 수 있습니다.

OFDM vs OFDMA

OFDM은 한 STA가 채널 전체를 시간으로 나눠 쓰고, OFDMA는 여러 STA가 한 PPDU 안에서 주파수를 나눠 씁니다.

RU 크기

RU 데이터 톤 파일럿 대략 폭 20 MHz 40 MHz 80 MHz 160 MHz 320 MHz 1 SS MCS 11 전송률
26-tone 24 2 2 MHz 9 18 37 74 148 14.7 Mbps
52-tone 48 4 4 MHz 4 8 16 32 64 29.4 Mbps
106-tone 102 4 8 MHz 2 4 8 16 32 62.5 Mbps
242-tone 234 8 20 MHz 1 2 4 8 16 143.4 Mbps
484-tone 468 16 40 MHz — 1 2 4 8 286.8 Mbps
996-tone 980 16 80 MHz — — 1 2 4 600.5 Mbps
2×996-tone 1960 32 160 MHz — — — 1 2 1201.0 Mbps
4×996-tone 3920 64 320 MHz — — — — 1 2402.0 Mbps (EHT)

전송률은 GI 0.8 µs 기준이며 tools/wifi_numbers.py로 계산했습니다. 80 MHz의 26-tone RU가 37개(=4×9+1)인 것은 80 MHz 중앙에 26-tone RU 하나가 더 있기 때문입니다.

20 MHz RU 배치

20 MHz 안의 RU 배치. 52-tone과 106-tone 배치에서도 가운데 26-tone RU(회색)가 남아 다른 STA에게 줄 수 있습니다.

할당 규칙

규칙 내용
RU 위치 고정 각 크기의 RU는 정해진 위치에만 놓임 (임의 톤 묶음 불가)
한 STA = 한 RU (11ax) HE에서는 PPDU당 STA 하나에 RU 하나
MU-MIMO in RU 106-tone 이상 RU에서는 같은 RU를 여러 STA가 MU-MIMO로 공유 가능
20 MHz 전용 STA 20 MHz 전용 HE STA는 40 MHz 이상 BSS에서 특정 위치의 26/52/106/242-tone RU만 받음
RU 할당 신호 DL: HE-SIG-B의 RU Allocation(20 MHz마다 8비트) / UL: Trigger 프레임 User Info의 RU Allocation 필드

Wi-Fi 7의 MRU

11be는 STA 하나에 RU 여러 개를 줄 수 있게 했습니다. 펑처링으로 생긴 구멍을 피하면서도 한 STA에게 넓은 대역을 주는 것이 주목적입니다.

분류 MRU 허용 범위
소형 MRU 52+26, 106+26 20 MHz 안에서 인접한 조합
대형 MRU 484+242 80 MHz 안 (20 MHz 하나를 뺀 60 MHz)
996+484 160 MHz 안 (40 MHz를 뺀 120 MHz)
996+484+242 160 MHz 안 (20 MHz를 뺀 140 MHz, 비 OFDMA)
2×996+484 320 MHz 안 (200 MHz)
3×996 320 MHz 안 (240 MHz)
3×996+484 320 MHz 안 (280 MHz)

대형 MRU 대부분은 프리앰블 펑처링으로 20/40/80 MHz를 비운 모양과 대응합니다.

전문가 노트 — RU 인덱싱과 UL OFDMA 요구 사항

RU Allocation 하위 필드. HE-SIG-B 공통 필드의 8비트 값은 그 20 MHz 안의 배치(예: 26×9, 52+52+26+106 등)와 106-tone 이상 RU의 MU-MIMO 사용자 수를 표의 인덱스로 나타냅니다. 사용자 필드는 이 배치 순서대로 나열되어 STA는 자기 STA-ID(AID 11비트)를 찾아 자기 RU를 압니다. 11be의 EHT-SIG는 9비트 RU 할당 하위 필드로 MRU까지 표현합니다.

UL OFDMA의 정밀도 요구. 여러 STA의 신호가 AP에서 직교성을 유지하려면 다음을 맞춰야 합니다.

항목 요구 (HE TB PPDU, 대표값)
시작 시간 트리거 PPDU 끝 + SIFS, 오차 ±0.4 µs
주파수 트리거 기준 CFO 보정 후 잔여 350 Hz 이하
송신 전력 트리거의 목표 수신 전력(Target RSSI)과 AP 송신 전력으로 경로 손실을 계산해 설정, 정확도 ±3 dB(클래스 A) 수준
이웃 RU 누설 송신 마스크와 RU 외 방사 제한

전력 제어가 특히 중요합니다. 가까운 STA와 먼 STA가 같은 전력으로 보내면 AP의 ADC 동적 범위에서 먼 STA의 RU가 묻힙니다.

26-tone RU의 실익. 26-tone RU는 1 SS MCS 0으로 약 0.9 Mbps(GI 0.8)입니다. 작은 RU는 속도보다 PSD 집중에 따른 상향 커버리지(같은 단말 전력을 26톤에 몰면 242톤 전체 대비 PSD가 약 9.7 dB 높아짐)와 경쟁 없는 상향 스케줄링에 의미가 있습니다.