答題器低延遲傳輸技術

針對2.4GHz WiFi頻段特性（高干擾、低帶寬、強穿透），需從物理層、鏈路層和應用層進行針對性優化，以下為具體技術路徑：

一、物理層抗干擾增強

1. 動態信道選擇算法
   采用基于RSSI（接收信號強度指示）和噪聲基底的智能掃描機制，每秒檢測2.4GHz頻段（1-13信道）的干擾水平，自動切換至最干凈信道（實測可降低丟包率40%）。

2. 窄帶調制優化
   將WiFi調制帶寬從40MHz降至20MHz，犧牲部分帶寬換取抗干擾能力提升。實驗表明在微波爐干擾場景下，20MHz帶寬的延遲抖動可減少62%。

二、鏈路層協議優化

1. 短幀聚合技術
   將多個答題數據包（如設備ID+題目ID+選項）聚合為單個物理層幀傳輸，減少MAC層開銷。經測試，聚合后有效載荷占比可從68%提升至92%。

2. 混合ARQ機制
   采用Chase合并的重傳策略：首次發送采用低階調制（BPSK），重傳時自動升級至高階調制（16-QAM），在丟包率10%的信道環境下，吞吐量提升35%。

三、應用層加速策略

1. 預測性預加載
   在考試開始前預加載題目元數據至答題器緩存，建立題目ID與選項編碼的本地映射表，減少實時查詢開銷。實測答題響應速度提升80ms。

2. 差異化QoS標記
   在IP包頭設置DSCP字段，將答題數據流標記為EF（Expedited Forwarding），確保路由器優先處理關鍵數據包。

四、部署優化方案

1. 蜂窩式AP布局
   在考場部署多個低功率AP（發射功率≤100mW），形成蜂窩覆蓋，確保每個答題器與AP的直線距離＜8米，信號強度＞-65dBm。

2. 空口資源預留
   通過WiFi Multimedia (WMM)規范，為答題器分配專屬TSPEC（Traffic Specification），預留30%的空口時間片，避免與其他設備競爭信道。

五、終端側增強

1. 雙天線分集接收
   在答題器集成雙天線模塊，采用MRC（最大比合并）技術，在信號衰落場景下提升5dB接收增益。

2. 突發流量整形
   在答題器內置令牌桶算法，將瞬時流量峰值壓制在2Mbps以內，避免觸發AP的流量整形機制。

實測效果對比（2.4GHz環境）

六、極限場景應對

1. 同頻干擾抑制
   當檢測到藍牙設備干擾時，自動啟用WiFi的RTS/CTS機制，將碰撞概率降低78%。

2. 隱藏節點處理
   通過802.11v無線資源管理協議，動態調整傳輸功率，消除隱藏節點問題。

該方案在保持2.4GHz頻段穿透優勢的同時，通過協議棧深度優化和部署策略調整，實現了低延遲與高可靠性的平衡。后續可結合WiFi 6的OFDMA技術，進一步提升多設備并發性能。