[Wi-Fi] เมื่อ WiFi เล่นกับคลื่น จึงเกิดเป็นTransmit Beamforming (Tx Beamforming)

เมื่อ WiFi เล่นกับคลื่น จึงเกิดเป็นTransmit Beamforming (Tx Beamforming)

ในปัจจุบันนี้ อุปกรณ์ Access Point จะมีมาตรฐาน IEEE 802.11ac มากำกับ ในเรื่องของการรับส่งสัญญาณ โดยในมาตรฐาน IEEE 802.11ac นั้น เบื้องต้น จะมีหลายข้อออกมา เช่น จำนวน QAM, ความเร็วสูงสุด, คลื่นความถี่ 5 GHz และอื่น ๆ อีกมากมาย ในวันนี้ จะขอหยิบยกมาคือเรื่อง Transmit Beamforming (Tx Beamforming)


อะไรคือ Tx Beamforming ???

ทำไม ไม่เคยได้ยิน Vendor ของอุปกรณ์ WiFi กล่าวถึงกัน มันคืออะไรกันนะ

คำตอบคือ เป็นเทคนิคลูกเล่นกับคลื่น (Frequency) ที่ใช้ส่งสัญญาณของเสาอากาศ (Antenna) ที่มีตั้งแต่ 2 ต้นขึ้นไป เนื่องด้วยความคิดที่ว่า มีเสาอากาศ 2 ต้น แต่ละต้น ก็สามารถส่งคลื่นความถี่ออกไปได้ แล้วถ้าหากว่า สามารถเอาคลื่น ทั้ง 2 คลื่นนี้ มารวมพลังกันเพื่อเป็นคลื่นที่มีกำลังสูง จะได้หรือไม่ นี่แหละคือจุดเริ่มต้นของ Tx Beamforming นี่เอง

เอ้า มันเป็นยังไง การรวมคลื่น มาลองดูภาพของ คลื่นที่ส่งออกไปกัน

มีเสาอากาศ 1 ต้น ส่งคลื่นออกไปดังรูปนี้

ถ้ามีเสาอากาศ 2 ต้น ส่งคลื่นออกไป ก็จะเป็นดังรูปนี้

และถ้าหากว่า คลื่นที่ส่งออกไป มีเฟส (Phase) ที่ตรงกัน (in Phase) ก็ให้จับมารวมกันซะ

หลักการง่าย ๆ สวย ๆ หรู ๆ แต่ในความเป็นจริงหล่ะเป็นอย่างไร

รูปแสดงหลักการส่งคลื่นออกไป ด้วย เฟส ที่เท่ากันของ เสาอากาศ ทั้ง 2 ต้น

คลื่นของเสาต้นแรก ให้เป็นสีส้ม และคลื่นของเสาต้นที่สอง ให้เป็นสีน้ำเงิน
คลื่นทั้งสองส่งออกมาในเฟสที่เท่ากัน จะมีจังหวะที่คลื่นซ้อนกัน ดังรูป

ตำแหน่งเหล่านี้แหละ คือจุดที่คลื่นมีเฟสที่ตรงกัน (in Phase) ซึ่งแปลว่า จะได้รับสัญญาณที่แรงขึ้น (โดยในทางทฤษฎีคือ แรงเป็น 2 เท่า) นั่นก็แปลว่า ถ้าตำแหน่งที่ผู้ใช้งาน อยู่ในจุดดังกล่าว ก็จะสามารถใช้งานได้ดีขึ้นนั่นเอง

แต่ ช้าก่อน !!!!

ในฐานะผู้ใช้งาน แล้วจะรู้ได้ไงว่า ต้องไปนั่ง ไปยืนตรงจุดไหน  ???

เรื่องนี้ IEEE และ WiFi Alliance เค้าคิดกันไว้แล้ว ก่อนที่ Admin จะเขียนบทความนี้

วิธีการคือ Implicit Beamforming และ Explicit Beamforming
- Implicit Beamforming
      คือหน้าที่การคิดว่า จะส่งคลื่นในแต่ละเสาด้วยเฟสอะไร โยนไปให้ Access Point ทำ โดยอุปกรณ์ Access Point จะต้องทำหน้าที่ คิดคำนวนว่า Client ใช้งานอยู่ตรงไหน และทำการส่งคลื่นออกไปด้วย เสาที่อยู่ใกล้กับ Client ก่อน และให้เสาอากาศอีกต้นส่งคลื่นตามหลังไป เพื่อหวังว่า เมื่อ Client ได้รับคลื่นของเสาทั้งสองต้น จะได้รับการรวมคลื่น เพื่อให้ได้สัญญาณที่แรงขึ้น
    หลักการเหมือนจะดูดี คือแค่ Access Point สามารถทำงานแบบ Tx Beamforming ได้ ก็ได้แล้วนี่นา แต่ในความเป็นจริงแล้ว หลักการ Implicit Beamforming นี้ ไม่ Work !!! เลยแม้แต่น้อย

- Explicit Beamforming
    หลังจากความผิดหวังของการคิดค้น Implicit Beamforming ก็มาคิดใหม่ เอาหล่ะ ในเมื่อยกหน้าที่ Access Point เป็นคนคิดไม่ได้ งั้น โยนมาให้ Client บ้างหล่ะ จะเป็นไร
    หลักการคือ Client เมื่อจะใช้งาน ก็จะส่งตำแหน่งไปแจ้งแก่ Access Point ก่อน เมื่อ Access Point ได้รับทราบถึงตำแหน่งแล้ว ก็จะคิดคำนวนว่า เสาอากาศแต่ละต้น จะส่งสัญญาณออกไปด้วย เฟส อะไร เพื่อให้ Client ได้รับสัญญาณที่แรงขึ้น

Oh WOWWWW !!!!
เอาหล่ะ ขอบอกว่า Exlicit Beamforming ใช้งานได้จริงบนโลกในนี้แล้ว
แต่ .....  อะไรกันอีกหล่ะเนี่ย

Client จะต้องมีความสามารถ Explicit Beamforming และ Access Point ต้องสามารถทำ Tx Beamforming ด้วย

ที่ยากยิ่งกว่างมเข็มในทะเล คือ Client ที่ทำ Explicit Beamforming นี่แหละ ที่มันหายาก ในท้องตลาด เท่าที่เคย Search หา ก็เช่น Lenovo ThinkPad X


เกริ่นนำก่อนในเรื่องของมาตรฐาน IEEE 802.11ac ที่ว่ามานั้น อันว่า Tx Beamforming เป็นความสามารถหนึ่งที่ จะมีหรือ ไม่มีก็ได้ ..... นั่นก็เพราะว่า ทฤษฎีของการทำงานนั้นดีเยี่ยม แต่ในโลกแห่งความเป็นจริง มันยังไม่สามารถใช้งานได้จริง ๆ นั่นเอง ก็เลยไม่ได้เป็นที่นิยม และยังไม่ได้เป็นเทคโนโลยีบังคับในมาตรฐาน IEEE 802.11ac นั่นเอง