MIMO技術(shù)可以大幅改善WLAN的涵蓋范圍與傳輸速率。 當家庭寬帶網(wǎng)絡(luò )連結、HDTV無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)傳播等不容許延遲且頻寬需求大的多媒體應用,以及娛樂(lè )設備分散和分享內容的應用愈來(lái)愈普遍時(shí),無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)也被要求在有限頻譜的條件下提高其效能。 我們需要能更有效率地高速傳送高品質(zhì)信號的技術(shù),而這種技術(shù)又不能用到額外的波段頻寬。多進(jìn)多出(Multiple-input multiple-output;MIMO)技術(shù)正是能克服信號衰落、干擾增加及有限頻譜等無(wú)線(xiàn)通訊挑戰的解決方案。它在不占用更多頻寬的情況下,除了能讓傳輸速率倍增,也同時(shí)能增加傳輸范圍和使用的穩定性。
一個(gè)多次元傳輸方案 MIMO技術(shù)是一個(gè)能在單一射頻信道中收發(fā)兩個(gè)或多個(gè)資料信號流的技術(shù)。它采用多次元傳輸方案:通過(guò)一個(gè)單一射頻信道來(lái)收發(fā)兩個(gè)或多個(gè)的信號流,如此一來(lái),無(wú)線(xiàn)通訊系統就能在一個(gè)信道中達到兩倍或兩倍以上的數據傳輸。
在系統中,用一個(gè)以上高整合的射頻升頻器(upconverter)和天線(xiàn)來(lái)傳送這些多重信號,同時(shí)也有一個(gè)以上高整合的射頻降頻器(downconverter)和天線(xiàn)來(lái)接收這些多重信號。采用MIMO技術(shù),每個(gè)信道的最大數據傳輸速率將隨著(zhù)信道中傳送的不同資料流數目而呈線(xiàn)性增長(cháng)。 由于具有同時(shí)傳送多重資料流的能力,MIMO可以在不用到額外頻譜的條件下讓無(wú)線(xiàn)信號的傳輸能力倍增。MIMO系統的峰值傳輸速率(peak throughput)隨微波信道中傳送的數據流數目而增加,也因為在不同的天線(xiàn)和信道中傳送多重信號,MIMO信號有時(shí)也被稱(chēng)為“多次元信號”(multi-dimensional signal)。 除了讓相同信道中的信號速率倍增外,妥善設計的MIMO系統還可以藉由高頻譜效率和更高的遠程傳輸速率(throughput-at-range)來(lái)增加覆蓋范圍和穩定性。MIMO系統對“有效傳輸速率”(effective throughput,距發(fā)射器特定距離所測量到的傳輸速率)的提升比對“峰值傳輸速率”(peak throughput,距發(fā)射器很近的地方測量到的傳輸速率)的提升效果還要好,獨立的測試顯示一個(gè)設計良好的WLAN MIMO系統可以將有效涵蓋范圍提升八倍,同時(shí)也能將有效傳輸速率提升六倍。
MIMO并非一般的智能型天線(xiàn)系統 其它一些多天線(xiàn)傳送及接收技術(shù)常常會(huì )和MIMO技術(shù)相混淆,這些技術(shù)包括發(fā)射波束成形(transmitter beam-forming)和接收多樣性(receiver diversity)。這類(lèi)技術(shù)雖然可以改善一般傳統一次元信號的覆蓋范圍,也很適合戶(hù)外點(diǎn)對點(diǎn)連結(wireless backhaul)等特定應用,但它們還是無(wú)法達到真正MIMO系統讓傳輸容量倍增的效果。 波束成形雖然能為某些應用提供更廣的傳送范圍,但它的一些嚴重的負面因素卻不能被忽視,例如會(huì )造成一些隱蔽節點(diǎn)、可以支持的終端設備數目會(huì )減少,以及在高電力消耗的限制下對射頻傳送器的數目造成限制。 再來(lái)看看接收多樣性(antenna diversity)方案,為了接收最強的信號和改善可靠性,多樣性天線(xiàn)在數個(gè)天線(xiàn)間切換選擇,但由于沒(méi)有額外的信號處理,信號的品質(zhì)并沒(méi)有改變。接收匯整技術(shù)的情況也很相似,它雖然能通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)來(lái)進(jìn)行信號處理,但因信號衰減和多徑反射的影響,這項技術(shù)也不能增加數據傳輸速率或傳輸容量。 其它會(huì )和MIMO混淆的技術(shù)還包括數據壓縮(data compression)和射頻信道匯整(radio channel combining)。在多數的網(wǎng)絡(luò )應用上,數據壓縮技術(shù)實(shí)際上并沒(méi)有增加資料的傳輸速率;信道匯整技術(shù)則在許多國家(如日本)遭遇到頻段未開(kāi)放而不能合法使用的問(wèn)題。信道匯整技術(shù)的另一個(gè)問(wèn)題是它可能會(huì )干擾到在同一網(wǎng)絡(luò )中的其它網(wǎng)絡(luò )設備,這種會(huì )對鄰近無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )造成負面沖擊的情況,讓信道匯整常被視為是一種“壞鄰居”的技術(shù)。 與信道匯整技術(shù)不同的是,MIMO不需要增加射頻信道的使用數目就能達到更高的數據傳輸速率;不僅如此,MIMO具有與其它設備的向下兼容性和互通操作性,而且不會(huì )對其他的網(wǎng)絡(luò )造成干擾。 MIMO讓信道的傳輸容量倍增并改善頻譜使用效益
|
評論