802.11ac的重要技术:多用户MIMO

802.11ac的重要技术:多⽤户MIMO
马艳丽照片802.11ac这⼀千兆级Wi-Fi技术对于Wi-Fi客户端来说,意味着将拥有⽐当前802.11n最快速度还要快的速度。11ac实际上是由⼏个重要技术组成,其中包括被称之为多⽤户MIMO的技术。11ac被分为Wave 1和Wave 2两个阶段推⾏,预计11ac将在今年下半年推⾏Wave 2,⽽多⽤户MIMO技术则为 Wave 2中的⼀部分。雾津
802.11ac标准增加及扩展了许多技术,不仅⼤幅提升了整体数据传输速率和吞吐量,⽽且还通过更为稳定的信号,“保护”和维持住了这些增益性能。这种⾼可靠性信号⽀持更远距离上的更⼤吞吐量;为了保持连接的稳定性,其还可以平缓地降低吞吐量。
在11ac中,信道宽度提升到了80 MHz(11n中的信道宽度为20 MHz),在Wave 2阶段,信道宽度将进⼀步
提升⾄160 MHz。11ac在Wave 1阶段⽀持4个空间流,在Wave 2,这⼀数量将增加⾄8个。与11n的64 QAM相⽐,11ac具有更⾼的密度调制⽅案,达到了256 QAM,在Wave 2阶段中,11ac将采⽤具有发射波束成形功能的多⽤户MIMO技术。
MU-MIMO(多⽤户MIMO)的基本理念⾮常简单:⼀个11ac接⼊点能够同时将数据发送⾄四个客户端(客户端必须要也⽀持MU-MIMO),同时为每⼀个客户端建⽴⼀个独⽴的“空间流”。与之形成对⽐的是,⽬前的3空间流11n接⼊点⼀次仅能够与⼀个客户端对话,因此多个客户端必须要⼀个⼀个轮流通信。基本上,MU-MIMO可以让Wi-Fi⽹络具有更⾼的效率,在⼤量⽤户访问接⼊点时可以保证所有的⽤户都拥有良好的“⽆线体验”。⽬前市场上已经可以采购到这样的接⼊点和⽆线路由器芯⽚,⽹络⼚商们希望在今年晚些时候就能够⽣产⾸批⽹络与客户端产品。
在技术上,多⽤户MIMO是11ac的⼀个选项,⼚商也没有被要求必须为其提供⽀持。但是⼤部分观察⼈⼠认为,在短期内,它将成为⼏乎所有11ac产品的标准特征。
MIMO在802.11n标准中被⾸次引⼊。它的被引⼊其实是为了解决之前遇到的⼀个问题,结果却⼤幅提⾼了Wi-Fi的数据传输速率。之前的问题被称之为“多路径”问题,即在⽆线信号被传输时会被周边的物体反射,这使得信号会沿着不同时间和⾓度的多个路径到达接收器。“多路径”问题会导致信号⼲扰和速度放慢。
彩影2010MIMO充分利⽤了多路径的特点,在信号的发送端和接收端同时增加了天线。多天线技术通过空间分集提⾼了传输过程中的信噪⽐,并通过抗衰减提升了系统的可靠性。通过空间复⽤,⽤户可使⽤天线分组间的不同路径通过2个、3个或4个空间流传输更多的数据。
据Quantenna(宽腾达)公司技术营销总监Bahador Amir称,该公司的芯⽚能够同时与4个客户端对话,或是将客户端分成4组,然后进⾏平⾏传输。然后,在每个由5个或6个或是更多客户端组成的⼩组内,Quantenna芯⽚会使⽤传统的Wi-Fi 规范,⼀次与⼀个客户端对话,依次完成与每个客户端的对话。
Amir称,以往在这种情况下,接⼊点会将距离最远的客户端与距离较近的客户端集中在⼀起;随着与接⼊点距离的增加,客户端必须要放慢传输速率,增加⽹络对话时间,导致⽹络带宽被⽆谓的占⽤。但是通过多⽤户MIMO技术,距离较远的客户端会被集中起来共享容量,⽽此时其他距离较近的客户端则可以享受更快的速率。
发射波束成形在11n中为可选项,但是在11ac为必选项。Aerohive公司的Matthew Gast表⽰,发射波束成形为多⽤户MIMO的关键性配套技术。该技术使得接⼊点能够针对特定客户端的特定⽅向“集中”或“操控”⽆线射频能量。为了实现这⼀功能,⾸先需要不断地与每个客户端进⾏对话以收集特定信道的测量值,接⼊点可以根据收集到的测量值对信号相位进⾏微调。这⼀调整使得⾄特定客户端信号具有更⾼的有效功率。通过多⽤户MIMO技术,接⼊点能够同时优化多达4个客户端的信号。
多⽤户MIMO⽬前已经到了⼀个关键时期。由于智能⼿机和平板电脑的普及(+本站networkworldweixin),Wi-Fi客户端的数量正在飞速增长。终端⽤户希望免除蜂窝⽹络费⽤,并有着对视频、⾳乐、持续的社交⽹络在线和升级需求。在Wi-Fi接⼊点附近,未必⼈⼿⼀台Windows或Mac笔记本电脑,但是⼏乎每个⼈都希望将⼀台、两台甚⾄更多的移动设备与附近的Wi-Fi连接在⼀起。
备与附近的Wi-Fi连接在⼀起。国贼查抄内幕
Quantenna公司的 Amir称: “随着客户端的增加,接⼊点必须要能够应对上⾯的情况。使⽤单⼀⽤户MIMO技术时,在接⼊点饱和后,你会陷⼊困境。因为接⼊点必须要与100个客户端轮流对话。你的时间会不够⽤,从⽽导致低带宽服务。多⽤户MIMO技术则可以极⼤地改善这种情况。”
带有11ac设备的⼤部分智能⼿机和平板电脑都可能是单流客户端(仅有⼀部天线),其最⼤数据[注]率可能为433Mbps。采⽤波束成形技术的4流11ac接⼊点⾮常适合这类客户端。
⽆线咨询公司Farpoint 集团负责⼈、美国“Network World”⽹站博主Craig Mathias 称:“多⽤户MIMO遇到的⼀个很⼤的实际问题是,它们到底能够⼯作得有多好?答案是⽬前还没有⼈值知道。我仅在实验室⾥看到过它。⽬前还没有可供部署的产品出现,因此⽤户到底能够从中获得什么好处还不清楚。”
Mathias指出,Wi-Fi⽹络⼀直充满了变数。他称,尽管使⽤80-MHz 信道的11ac接⼊点理论容量为1.3
Gbps,“但是在实现中并不会达到这⼀数值”。 “⼚商们的基准测试结果参差不齐。⽆线电性能变化⾮常⼤,固件、芯⽚、电路板设计、驱动程序、天线和⽆线电环境也都会产⽣影响。因此我们⽆法预测⽤户会得到什么样的性能。”
泰妙菌素“我给⽤户的主要建议是等待和观望,在新的11ac产品出现后对它们进⾏评估。” Mathias 说。“⽤户应当花时间观察多⽤户MIMO技术将如何⼯作,最重要的是,它们在你的特定环境中将如何⼯作。”
3c技术如前所述,⽬前被⼴泛部署的11n接⼊点、路由器和客户端都使⽤了MIMO技术,其中⼤多数接⼊点都⽀持3个空间流。但是如果有三个客户端——笔记本、智能⼿机或平板电脑与3空间流的11n接⼊点连接在⼀起,那么⼀次只能有⼀台设备与接⼊点进⾏传通信。实际上,3个空间流全部都“锁定”了⼀个客户端。时间切⽚算法允许所有与接⼊点相连的客户端平等接⼊。根据客户端的天线数量(如笔记本电脑有3部天线,智能⼿机只有⼀部天线),以及它们能够⽀持的最⼤吞吐量,⼤多数接⼊点的容量在给定时间段内可能是闲置的。
《802.11ac⽣存指南》⼀书的作者、Aerohive ⽹络公司新兴技术总监Matthew Gast 称:“⼀个常见的误区是认为多⽤户MIMO技术可以让⽹络变得更快。实际上并⾮如此。它们只是在同⼀时间内实现了与设备的多逻辑连接,因此提升了⽹络的⼯作效率。”由于⼀次可向4台设备传输数据,11ac接⼊点在任何时刻都能充分利⽤其千兆位的可⽤容量。
⽬前,Quantenna通信公司已经向市场推出⼀款名为QSR1000的11ac芯⽚。该芯⽚带有4个射频和4个接收天线,⽀持4空间流和多⽤户MIMO技术。这也是迄今为⽌唯⼀实现这些功能的芯⽚。不过⾼通和博通等竞争对⼿也已经承诺将向市场推出⽀持多⽤户MIMO的产品。Quantenna则表⽰,他们将在2015年推出⼀款⽀持8 x 8 MIMO技术的11ac芯⽚。

本文发布于:2024-09-24 17:17:53,感谢您对本站的认可!

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