[New WiFi] 802.11ax BSS coloring

在 802.11ax 中定義了一個新的功能, BSS coloring,
簡單來說, 此功能允許 802.11 網路中的 WiFi AP (BSS, Basic Service Set),
除了原本的 BSS ID 作為識別之外, 還可以選定一個 "顏色",
並允許在接收到不同 "顏色" 的封包時,
可以不必要重設傳送等候計數器, 而可以繼續傳輸.

來自: https://www.zdnet.com/article/next-generation-802-11ax-wi-fi-dense-fast-delayed/

這樣的設計概念其實並不直觀,
首先, BSSID 理論上就可以區分出每一個 WiFi AP,
為何還需要一個額外的 "顏色" 標記?
第二, 原本 WiFi 系統中, 藉由重設傳送等候計數器避免干擾,
為何聽到不同 "顏色" 的封包可以不必 backoff ?

這樣的機制設計應該是因為 WiFi 布建越來越密集,
此外, 為了高速率傳輸, 使用頻帶也越來越寬, 能夠重複利用的頻帶資源也變少,
因此, 無法像之前一樣藉由頻帶的重複利用來避免干擾,

|在 802.11ax 中, 引入 BSS coloring 分成兩個意義:

第一, 提供一個機制, 讓 BSS 可以藉由顏色的劃分, 來達成空間的重複利用,
以上圖的最右圖為例, 一個空間透過 BSS coloring, 就可以劃分成多個小區,
每個小區內的 WiFi AP 屬於同一個網路, 可以藉由中控式的機制, 調整功率使用,
來達成較好的功率和空間配置.

在此概念下, 802.11ax 也實作了一系列通知的機制,
當網路從屬的使用者聽到相同 "顏色", 不同 BSSID 封包時,
可以通知 WiFi AP 重新調整所使用的 "顏色",
此外, 雖然沒有寫入 SPEC, 各家公司應該也會實作 BSS coloring 演算法,
來完成空間上的重複利用, 這部分可以參考:
https://blog.aerohive.com/how-does-bss-coloring-work-in-802-11ax/

第二, 透過 "顏色" 的設置, 將封包區分成 BSS 內 (MYBSS), 和 BSS 外 (OBBS),
這樣的設置, 可以讓 802.11ax 裝置在封包傳送選擇上更加靈活,
以下圖為例:

來自: http://www.ni.com/white-paper/53150/zht/

同時, 透過偵查不同 "顏色" 的封包, 也可以作為傳輸能量設置的依據,
舉例來說, 在邊界上的 WiFi AP (透過收到不同顏色的封包得知自己在邊界上)
就可以用較小的功率傳送封包, 避免整體網路的干擾,
等於是將原本的頻帶趨避機制, 加上空間, 以及功率的自由度,
形成一個更有效的無線網路架構.