OFDMA 是什麼?
OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access,正交頻分多址)是 OFDM 調制的多用戶版本:把無線頻道的子載波分組成多個資源單位,同一時刻分配給不同裝置,令多部裝置可以並行收發。它是 Wi-Fi 6(802.11ax)在高密度環境下提升效率的核心技術。本頁講解 OFDMA 的原理、與 OFDM 及 MU-MIMO 的分別,以及實際部署效益。
由 OFDM 到 OFDMA:從獨佔到共享
OFDM(正交頻分複用)把頻道分割成大量互相正交的子載波並行傳輸數據,是 Wi-Fi 4/Wi-Fi 5 以至許多現代通訊系統的基礎調制方式。但在 Wi-Fi 5 及之前,每一個傳輸時刻整個頻道只服務一個用戶——即使該用戶只需傳送一個很小的數據包,也要獨佔全部子載波,其他裝置只能排隊等候。
OFDMA 的革新,是把子載波「分組派發」:透過把子載波的子集分配給個別用戶,多個用戶得以在同一時刻各佔一部分頻譜同時傳輸。行業常以行車線比喻:OFDM 是一次只准一輛車用整條公路,OFDMA 則把公路劃成多條行車線,多輛車並行——公路總闊度不變,運載效率大增。Wi-Fi 6 的整體介紹可參考Wi-Fi 6 是什麼。
資源單位(RU):頻譜分配的基本單位
Wi-Fi 6 中,AP 以資源單位(Resource Unit)為單位分配頻譜。運作流程如下:
- 頻道劃分——AP 把頻道的子載波劃分成大小不同的 RU,可以整個頻道作一個大 RU,亦可細分成多個小 RU。
- 需求評估——AP 按各裝置待傳流量的大小與優先次序,決定 RU 的劃分與分配組合。
- 下行並行傳送——AP 在同一傳輸機會內,把不同裝置的數據放在各自的 RU 上同時發送。
- 上行觸發調度——AP 發出觸發幀(Trigger Frame),指定各裝置使用的 RU 與時間,多部裝置同步上傳,互不碰撞。
整個調度由 AP 動態進行,裝置無需人手設定;流量特性每時每刻不同,RU 組合亦隨之改變。
OFDMA、OFDM 與 MU-MIMO 的比較
| 比較項目 | OFDM(單用戶) | OFDMA | MU-MIMO |
| 分割維度 | 不分割,整頻道獨佔 | 頻率維度(子載波分組) | 空間維度(多天線波束) |
| 同時服務用戶 | 1 個 | 多個,各佔部分頻譜 | 多個,各佔獨立空間流 |
| 擅長場景 | 單一裝置大流量 | 多裝置小數據包、低延遲 | 多裝置大流量下載 |
| Wi-Fi 世代 | Wi-Fi 4/5 的基礎 | Wi-Fi 6 引入 | Wi-Fi 5 下行、Wi-Fi 6 上下行 |
OFDMA 與 MU-MIMO 並非二選一,而是互補:Wi-Fi 6 AP 會按流量特性同時運用兩者。MU-MIMO 的詳細原理見MU-MIMO 是什麼。