[네트워크] MCS 관련 자료 - MCS 표, 변조, SS(공간스트림)

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[MCS : Modulation and Coding Set]

 

변조 : 모듈레이션, 신호 정보를 전송 매체의 채널 특성에 맞게끔 신호의 세기나 변위, 주파수 등 적절한 파형 형태로 변환하는 것.

2. 변조를 하는 이유

ㅇ 장거리 전송
- 전송 매체에 알맞은 변조방식을 사용하면, 장거리 전송이 가능
ㅇ 다중화 용이
- 변조가 넓은 주파수대역에 걸치므로, 여러 채널을 그룹화할 수 있는 다중화가 가능
ㅇ 안테나 크기 축소
- 주파수를 높임에 따라, 안테나 길이,크기의 단축이 가능
ㅇ 높은 주파수 신호 수용
- 성능 제고를 위한 신호처리(에러제어 등)를 하여 신호 대역폭이 넓어지면,
그만큼 반송파 주파수를 높여야함 즉, 변조 필요가 생김
ㅇ 신호처리 용이
- 필터링 또는 증폭과 같은, 설계요구사항의 충족이 가능한 주파수대로 전환 필요
ㅇ 잡음 내성
- 신호 대역폭을 늘려주어, 잡음 및 간섭에 강인하게함

※ 결국, 변조란 데이터를 담은 신호를 채널에 알맞은 전송 파형으로 변환하는
과정이라고 할 수 있음

ㅇ 파형 변환 유형에 따른 분류

- 아날로그 변조 (Analog Modulation)
. 아날로그 신호에 의해 반송파의 파라미터(진폭,위상,주파수등)를 변화시켜 전송
.. 연속파 변조 : AM(Amplitude Modulation), FM(Frequency Modulation) 등
.. 아날로그 펄스 변조 : PAM(펄스진폭변조), PWM(펄스폭변조), PPM(펄스위치변조)

- 디지털 변조 (Digital Modulation)
. 디지털 정보를 채널에 맞게 여러 가능한 신호(신호집합) 중 하나와 대응시켜 전송
.. 디지털 펄스 변조 : PNM(펄스수변조), PCM(펄스부호변조), DM(델타 변조) 등
.. ASK, FSK, PSK, QAM 등 ☞ 디지털 변조 분류 참조
* 한편, 디지털 변조 방식에서 검출(detection) 또는 복호(Decoding) 라함은,
.. 디지털 변조 파형의 복조 후에 심볼의 결정(판단) 과정을 말함.

ㅇ 효율에 따른 분류
- 대역폭 효율적인 변조
. 아날로그 변조 : SSB, VSB, 아날로그 QAM
. 디지털 변조 : QPSK, 8 PSK, 16QAM, 64QAM 등
- 전력 효율적인 변조 : QPSK, OQPSK, MSK, MFSK 등

* 참고 : http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=396

 

[MCS 표 읽는 방법]

Spatial Streams : 공간스트림 번호
VHT MCS Index : 매우 높은 스룻풋 MCS 인덱스 값
Modulation : 변조 방식
Coding Rate : 코딩 기준
=> 왼쪽부터 오른쪽으로 설정값에 따른 결과 값

 

[Spatioal Stream : 공간 스트림]

ㅇ 공간 스트림
- 다중 안테나 구성에서 실제 데이터가 연속 흐르는 통로로 간주되는 라디오 링크

* 참고 : http://www.ktword.co.kr/word/abbr_view.php?m_temp1=5091

* 시스코 커뮤니티 - MCS 표 : https://community.cisco.com/t5/wireless-mobility-documents/802-11ac-mcs-rates/ta-p/3155920

[Cisco WLC : 무선AP컨트롤러]

4 11ac VHT rates can be enabled in 0-7,0-8 and 0-9 options only. Any selection from 0 to 7 in the HT rates or disabling all rates will enable 0-7 VHT rate option automatically. 0-8 and 0-9 VHT rates can be enabled under the VHT rates section.

4 11ac VHT 속도는 0-7,0-8 및 0-9 옵션에서만 활성화 할 수 있습니다. HT 속도에서 0에서 7까지 선택하거나 모든 속도를 비활성화하면 0-7 VHT 속도 옵션이 자동으로 활성화됩니다. VHT 속도 섹션에서 0-8 및 0-9 VHT 속도를 활성화 할 수 있습니다.

Modulation and coding set (MCS) is much simpler in 802.11ac than compared to 802.11n.
802.11ac has only 10 MCS values irrespective of channel width and spatial streams unlike 802.11n.
The fields ’n/a’ are some combinations of modulation, coding and channel width that doesn’t work.
802.11ac transmit beam forming requires that all spatial streams be modulated identically.
802.11ac first wave devices have up to 3SS (spatial streams).

Mandatory and Optional PHY features of 802.11ac
VHT frame format support - mandatory
20, 40 and 80MHz channel support - mandatory
Single-Stream operation MCS 0-7 - mandatory
BCC (Binary Convolutional Coding) - mandatory
160MHz and 80+80Mhz channel operations - optional
Single-stream operation MCS 8 and 9 - optional
2, 3 and 4 stream support (4SS - wave 2) - optional
5-8 stream support - optional (not likely to be implemented anytime soon)
Short Guard interval (400ns) - optional (though optional but is widely supported)
LDPC (Low density parity check code) - optional
STBC (Space time block coding) - optional
TxBF (transmit beamforming) - optional
Support for MCS 8 and 9 (256 QAM) - optional

Guard Interval: it is the space between symbols being transmitted. The guard interval is there to eliminate inter-symbol interference which is referred to as ISI. ISI happens when echoes or reflections from one symbol interfere with another. Adding time between symbol transmission allows these echoes and reflections to settle in before the next symbol is transmitted. Default value for guard interval in 802.11 is 800 ns.

MCS (Modulation and Coding Set)는 802.11n보다 802.11ac에서 훨씬 간단합니다.
802.11ac는 802.11n과 달리 채널 폭 및 공간 스트림에 관계없이 10 개의 MCS 값만 갖습니다.
'n / a'필드는 작동하지 않는 변조, 코딩 및 채널 너비의 조합입니다.
802.11ac 송신 빔 형성은 모든 공간 스트림이 동일하게 변조 될 것을 요구한다.
802.11ac 1 차 장치에는 최대 3SS (공간 스트림)가 있습니다.

802.11ac의 필수 및 선택적 PHY 기능
VHT 프레임 형식 지원-필수
20, 40 및 80MHz 채널 지원-필수
단일 스트림 작업 MCS 0-7-필수
BCC (바이너리 컨볼 루션 코딩)-필수
160MHz 및 80 + 80Mhz 채널 작동-옵션
단일 스트림 작업 MCS 8 및 9-옵션
2, 3 및 4 스트림 지원 (4SS-Wave 2)-옵션
5-8 스트림 지원-옵션 (곧 구현되지 않을 것)
쇼트 가드 간격 (400ns)-옵션 (옵션이지만 광범위하게 지원됨)
LDPC (저밀도 패리티 검사 코드)-옵션
STBC (시공간 블록 코딩)-옵션
TxBF (전송 빔 포밍)-옵션
MCS 8 및 9 지원 (256 QAM)-옵션

가드 간격 : 전송되는 심벌 사이의 간격입니다. 가드 인터벌은 ISI로 지칭되는 심볼 간 간섭을 제거하기 위해 존재한다. ISI는 한 심볼의 에코 또는 반사가 다른 심볼과 간섭 할 때 발생합니다. 심볼 전송 사이에 시간을 추가하면 다음 에코가 전송되기 전에 이러한 에코 및 반사가 정착 될 수 있습니다. 802.11에서 보호 간격의 기본값은 800ns입니다.