빔포밍이란? Wi-Fi 속도는 어떻게 향상됩니까?

Wi-Fi 속도를 높이는 모든 것에 대해 배우는 것이 합리적입니다.

우리 모두는 집 전체를 커버하고 ISP가 보장하는 인터넷 속도를 제공하는 이상적인 Wi-Fi를 찾고 있습니다. 그러나이 꿈을 이루기 위해서는 성능 저하없이 신호를 장치에 직접 전달하는 Wi-Fi 기술이 필요합니다.

이것이 바로 빔포밍이 필요한 부분입니다. 하지만 정확히 무엇이고 Wi-Fi를 더 빠르게 만들 수 있습니까? 그럼 알아봅시다.

빔포밍이 필요한 이유와 빔포밍이란 무엇입니까?

빔포밍과 그 이점을 논의하기 전에 기존 Wi-Fi 라우터가 데이터를 전송하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

보시다시피 기존 라우터는 전파를 통해 데이터를 전송합니다. 이러한 전파는 여러 안테나를 사용하여 라우터에서 생성되어 장치로 전송됩니다. 이러한 안테나는 라우터 내부에 숨겨져 있거나 다양한 방향으로 튀어나와 라우터에 변압기 모양을 부여할 수 있습니다.

대부분의 경우 이 안테나는 모든 방향으로 고르게 전파를 보내 수면에 부딪히는 돌의 패턴과 유사한 전파를 생성합니다. 라우터의 전파 덕분에 가젯을 인터넷에 연결할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이러한 파동의 강도는 거리가 멀어짐에 따라 감소합니다. 이 파동 강도 감소로 인해 장치의 인터넷 속도가 떨어지고 빔포밍이 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

보시다시피 전방향 전파는 빔포밍을 제공하지 않는 Wi-Fi 라우터에서 전송됩니다. 반대로 빔포밍은 전파를 분산시키는 것이 아니라 장치를 향해 전파를 보냅니다. 이 집중된 전략은 에너지가 공기 전체에 분산되지 않기 때문에 전파가 더 멀리 갈 수 있도록 하여 신호 강도가 향상되고 데이터 속도가 빨라집니다.

그러나 이러한 에너지 빔은 라우터에서 어떻게 집중됩니까? 가젯이 어디에 있는지 어떻게 알 수 있습니까?

빔포밍의 기능

앞서 언급한 바와 같이 라우터는 안테나를 사용하여 전파를 생성합니다. 이러한 안테나는 종종 일관된 방식으로 에너지를 방출할 수 있습니다. 결과적으로 라우터는 가이드 빔을 생성하기 위해 간섭 개념을 사용합니다.

두 개 이상의 파동이 충돌할 때 간섭은 단순히 그 결과 파동 진폭의 변화입니다. 파동의 위상에 따라 파동 진폭의 이러한 변동은 양수 또는 음수일 수 있습니다. 따라서 두 파동이 충돌하면 신호가 강한 영역과 약한 영역의 두 영역이 생성됩니다.

이러한 파동 강도의 변화는 빔포밍을 가능하게 합니다.

따라서 라우터는 장치에 무선 에너지 빔을 보내려고 할 때 다양한 시간 또는 단계에서 각 안테나를 통해 전파를 보냅니다. 시간과 위상의 차이로 인해 파도가 장치를 향해 유도되어 Wi-Fi를 강화합니다.

이것은 두 번째 질문으로 이어집니다. 라우터는 장치의 위치를 ​​어떻게 압니까? 다양한 빔포밍 종류를 이해하려면 조사해야 합니다.

빔포밍 방법

이제 Wi-Fi 라우터가 전파를 보내는 방법을 학습한 후 Wi-Fi 라우터가 위치를 결정하는 방법을 조사할 수 있습니다. Wi-Fi에는 현재 작업을 처리하기 위한 두 가지 옵션이 있습니다.

1. 명시적 빔포밍

라우터는 장치와 연결하여 이러한 종류의 빔 형성에서 공간 내 위치를 결정합니다. 따라서 라우터와 장치가 작동하려면 명시적 빔포밍을 모두 지원해야 합니다. 동일하지 않으면 장치와 라우터가 빔포밍 데이터를 교환할 수 없으므로 비활성화됩니다.

명시적 빔포밍은 장치 고유의 빔포밍 데이터 패킷을 전송하여 작동합니다. 이 정보는 스티어링 매트릭스를 계산하기 위해 가젯에서 사용됩니다. 라우터는 이 데이터를 사용하여 위에서 논의한 간섭 아이디어를 사용하여 빔 파동을 생성합니다.

2. 암시적 빔포밍

암묵적 빔포밍은 명시적 빔포밍과 달리 기기에서 지원하지 않는 경우에도 작동합니다. 라우터는 이러한 종류의 빔 형성을 활성화하기 위해 장치에 빔 형성 패킷을 전송하지만 장치는 라우터에 스티어링 매트릭스를 전송하지 않습니다. 대신 라우터는 승인 패킷을 사용하여 장치에서 수신한 신호 패턴을 분석합니다.

Wi-Fi 네트워크에 연결된 장치가 데이터 패킷을 수신할 때마다 확인 패킷을 전송하여 수신했음을 나타냅니다. 데이터가 수신되지 않으면 승인 프레임은 라우터가 데이터를 다시 전달하도록 요청합니다. 이러한 요청에 따라 라우터는 장치의 위치를 ​​결정하고 빔포밍을 사용하여 전파를 수정하고 전송 효율성을 높일 수 있습니다.

장치는 정확한 장치 위치를 라우터에 전달하므로 명시적 빔포밍이 암시적 빔포밍보다 효율적입니다.

MIMO 빔포밍 및 MU-MIMO

빔포밍은 앞에서 설명한 것처럼 장치에 도달하는 무선 신호를 강화하여 무선 연결을 향상시킵니다. 그럼에도 불구하고 MIMO 기술을 가능하게 합니다. 다중 입력 및 다중 출력을 나타내는 MIMO는 라우터가 여러 데이터 스트림을 장치에 동시에 전달할 수 있도록 합니다.

데이터 패킷은 기존 라우터에 의해 무지향성 파동으로 전송되므로 동시에 여러 파동을 장치에 보낼 수 없습니다. 라우터가 다수의 빔포밍된 파동을 활용하여 여러 데이터 스트림을 브로드캐스트할 수 있기 때문에 빔포밍의 경우 그 반대입니다.

Wi-Fi에서 어떤 기술을 사용할 수 있습니까?

기술적인 면에서 Wi-Fi는 타의 추종을 불허합니다. 매년 많은 프로토콜과 기술 발전이 발표되기 때문에 현재 사용 중인 Wi-Fi의 기능을 이해하기 어려울 수 있습니다.

다양한 Wi-Fi 프로토콜에서 지원하는 Wi-Fi 기술이 간략한 설명과 함께 아래에 나열되어 있습니다.

• 802.11a/b/g : 이러한 Wi-Fi 프로토콜인 802.11a/b/g는 빔포밍을 제공하지 않습니다. 따라서 현재 라우터가 이러한 프로토콜을 파괴하는 경우 최신 프로토콜을 지원하는 라우터를 가져와야 합니다.
• 802.21n: MIMO 및 빔포밍은 802.11n 표준에서 처음 도입되었습니다. 그러나 이 프로토콜은 명시적 빔포밍을 달성하기 위한 두 가지 방법을 제공했기 때문에 대부분의 Wi-Fi 라우터 제조업체는 대신 암시적 빔포밍을 사용하기로 결정했습니다. 따라서 암시적 빔포밍은 대부분의 802.11n 라우터에서 지원됩니다. Beamforming 및 MIMO는 802.11n 프로토콜의 선택적 기능이었으며 계산을 통해 구현하기가 어렵기 때문에 대부분의 제조업체는 라우터에 포함하지 않았습니다.
• 802.11ac 웨이브 1 : 이 프로토콜은 명시적 빔포밍을 수행하기 위한 한 가지 방법만 지정하고 빔포밍을 더욱 향상시킵니다. 이를 통해 제조업체는 별도의 구현 기술을 사용하지 않아도 되므로 빔포밍과 MIMO가 일반화됩니다.
• 802.11ac 웨이브 2: MU-MIMO는 원래 802.11ac 웨이브 2 사양에 도입되었습니다.
• 802.11ax: MU-MIMO는 Wi-Fi 6이라고도 하는 802.11ax 프로토콜에 의해 더욱 향상되었으며 업링크와 다운링크 모두에 대해 지원합니다.

빔포밍으로 WiFi 속도가 빨라집니까?

신호 강도는 빔포밍을 통해 강화되어 MIMO 및 MU-MIMO도 가능합니다. 이 옵션은 데이터 전송 속도를 향상시켜 라우터를 더 빠르게 만듭니다. 이 기술의 영향은 거리 스펙트럼의 중심에서 가장 두드러지므로 빔포밍은 Wi-Fi가 매우 먼 거리를 커버할 수 있도록 하는 요술 지팡이가 아닙니다.