802.11n標準中的規范及意義

標簽：N×N MIMO

802.11n當中嚇人的專(zhuān)有名詞包括像多進(jìn)多出(MIMO)、空間流和空間復用這些會(huì )迅速讓網(wǎng)絡(luò )經(jīng)理大腦麻木的神秘術(shù)語(yǔ)。在真實(shí)的802.11n無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的語(yǔ)境中，這些規范的真正含義是什么呢?

MIMO和空間流

一般而言(并且從過(guò)于簡(jiǎn)化的意義講)，MIMO和空間流的數字共同用來(lái)表示給定距離上的吞吐量潛力?？偟膩?lái)說(shuō)，接收天線(xiàn)的數量越多，可以保持一定數據傳輸速度的傳輸距離就越長(cháng)。

當然，同大多數無(wú)線(xiàn)技術(shù)一樣，你在使用802.11n時(shí)體驗到的實(shí)際吞吐量和距離取決于你的環(huán)境。比如樓層平面布局是開(kāi)放的，還是隔開(kāi)的;建筑和窗戶(hù)的建筑材料是什么;參與傳輸的客戶(hù)端設備的配置等。因此，請在這種背景下，綜合考慮出現在廠(chǎng)商數據表中的MIMO和空間流的數字。

實(shí)際上，MIMO只是這個(gè)等式的一部分。它指的是在傳播信道(“傳播信道”是一個(gè)用于表示信號在空中所走的無(wú)線(xiàn)路徑的奇特單詞)中參與交換無(wú)線(xiàn)信號的發(fā)射和接收天線(xiàn)的數量。例如，2×2MIMO表示發(fā)射端兩根天線(xiàn)，接收端兩根天線(xiàn)，是802.11n標準草案的最低要求。2×3MIMO則表示兩根發(fā)射天線(xiàn)和三根接收天線(xiàn)，如此類(lèi)推。

空間復用是強制性組件

空間復用是802.11n標準的強制性組件，而MIMO則是實(shí)現空間復用所必須的。因此，兩者是攜手合作的關(guān)系。

那么，什么是空間復用呢?它實(shí)際上是一種技術(shù)，在使用這種技術(shù)時(shí)，多根天線(xiàn)獨立地并行發(fā)送由單獨編碼的信號組成的不同的流(所謂的空間流)。實(shí)際上，重用無(wú)線(xiàn)媒介或“復用”信號，是為了在給定信道中傳送更多的數據。在接收端，每根天線(xiàn)都看到信號流的不同組合。為了準確地對它們進(jìn)行解碼，接收設備必須分離這些信號(即“解復用”)。

注意，可無(wú)線(xiàn)復用的空間流的數量取決于發(fā)射天線(xiàn)的數量。因此，雖然與2×2MIMO相比，2×3MIMO多了一根接收天線(xiàn)，但在兩種配置中都只能支持兩條空間流。那么，為什么接收端要配置三根天線(xiàn)呢?

N×N有何不同

結論是，多出的接收天線(xiàn)增加了你可以享受到的給定吞吐量的傳輸距離?；蛘哒f(shuō)，它增加了給定距離上的吞吐量。不過(guò)，還是讓我們從頭談起。

空間復用涉及多根天線(xiàn)同時(shí)獨立地無(wú)線(xiàn)發(fā)送由獨立編碼的信號組成的不同的流。通過(guò)在無(wú)線(xiàn)路徑上復用信號，更多的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)路徑傳輸。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，N根發(fā)射天線(xiàn)向N根接收天線(xiàn)發(fā)送數據，每根接收天線(xiàn)檢測一個(gè)唯一的流，結果是吞吐量增加了N-1倍。“N×N”數字分別代表參與基于MIMO的和空間復用傳輸的發(fā)射(Tx)天線(xiàn)的數量和接收(Rx)天線(xiàn)的數量。

到目前為止，市場(chǎng)上出現了使用2×2MIMO支持兩個(gè)空間流的系統，以及使用2×3MIMO支持兩個(gè)空間流。發(fā)射端和接收端上不同的N對傳輸有何影響呢?

WLAN芯片制造商Atheros公司架構主管PaulPetrus解釋說(shuō)：“當你有更多的接收天線(xiàn)時(shí)，你得到了所謂的‘組合增益’。

換句話(huà)說(shuō)，你收到了相同信號的更多的副本，以及……更大的信噪比，而這增加了信號強度。”

一份Atheros白皮書(shū)中記錄的模擬和真實(shí)性能測試顯示，當在20MHz信道的上行鏈路方向中從2×2系統遷移到2×3系統上時(shí)，平均性能提高大約20%。這份白皮書(shū)還顯示，當在40MHz(兩個(gè)20MHz綁定的信道，這是11n標準所允許的)信道上傳輸時(shí)，2×3配置比2×2配置平均上行鏈路吞吐量的增加比例，在30到40英尺距離上多達40%，而在60到100英尺距離上也有20%的提高。