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关于MU-MIMO Wi-Fi,需要了解的10件事

发布时间:2019-09-24 16:58 所属栏目:[教程] 来源:李雪薇
导读:多用户MIMO允许多个Wi-Fi设备同时接收多个数据流。例如,无线接入点(AP)可以同时向四个不同的Wi-Fi设备发送数据。MU-MIMO可以极大地提高网络的吞吐量,是高密场景的一项重要指标。 MIMO是多输入多输出的缩写,自10年前引入的802.11n无线标准的单用户模式(S

多用户MIMO允许多个Wi-Fi设备同时接收多个数据流。例如,无线接入点(AP)可以同时向四个不同的Wi-Fi设备发送数据。MU-MIMO可以极大地提高网络的吞吐量,是高密场景的一项重要指标。

MIMO是多输入多输出的缩写,自10年前引入的802.11n无线标准的单用户模式(SU-MIMO)以来,该技术已经发展了许多年。

802.11ac(Wi-Fi 5)标准在Wave 2产品中引入了可选的MU-MIMO。现在有了802.11ax(Wi-Fi 6)标准,我们看到了MU-MIMO的更多改进。随着802.11ax无线路由器和接入点(AP)上市,任何支持Wi-Fi网络的人都需要接受有关MU-MIMO。

MU-MIMO

1. 根据Wi-Fi标准,MU-MIMO可以是单向或双向的

重要的是要记住,与SU-MIMO不同,具有802.11ac的MU-MIMO仅适用于下行链路无线连接。只有无线路由器和AP能够同时向多个用户发送数据,无论是每个用户的一个还是多个数据流。无线设备本身(例如智能手机,平板电脑或笔记本电脑)仍然必须轮流将数据发送到无线路由器或AP,尽管它们可以单独利用SU-MIMO在轮到它们时发送多个流。

当802.11ax的Wave 2到来时,无线设备(如智能手机、平板电脑或笔记本电脑)在发送时也能够参与同步流。除了能够从无线路由器或AP获取数据的多个无线设备之外,它们还能够同时发送数据。这包括通过MU-MIMO发回确认的设备,这似乎是一个小小的壮举,但可以真正帮助加快通信过程。

2. OFDMA技术是对MU-MIMO的补充

正交频分多址(OFDMA)技术是11AX的一部分,就像LTE网络使用的技术一样。它基本上将信道分成更小的段,并允许多个设备同时通信,每个设备在它们自己的信道段中,技术上称为资源单元(RU)。虽然它不会直接提高数据速率,但它允许设备在可以通话时更好,更快地进行协调,从而整体上更有效地利用频道。

虽然OFDMA和MU-MIMO都是允许多个设备同时传输的技术,但它们却截然不同。OFDMA可以在低吞吐量或小包应用(如物联网传感器)的高密度环境中提供帮助,而MU-MIMO可以帮助实现高吞吐量应用。

3. 802.11ax(Wi-Fi 6)支持更多同步MU-MIMO流

802.11ac标准仅允许MU-MIMO组中的多达四个客户端,因此AP或无线路由器仅限于同时发送到四个设备。使用802.11ax,现在最多可以有8个客户端在一个组中。此功能应有助于加速连接并提高吞吐量。

4. 具有802.11ax(Wi-Fi 6)的MU-MIMO适用于2.4GHz和5GHz频段

回到802.11n和802.11ac,SU-MIMO在2.4GHz和5GHz频段都可以工作。但是带有802.11ac的MU-MIMO仅支持5GHz频段。然而,随着802.11ax适用于两个频段,我们在两个频段都将拥有MU-MIMO(和OFDMA)。这是我们多年来看到的拥挤2.4GHz频段的最大改进之一。请记住,此频段一次最多只能支持三个非重叠频道,并且使用较小的传统频道宽度。具有802.11ax的MU-MIMO可以通过加速它并使其在密集环境中更加可用来帮助保存这个较低频段。

5. 波束成形有助于引导信号

MU-MIMO使用所谓的波束成形,这是802.11ac和802.11ax的单独特性,可将信号指向预期的无线设备,而不是随机的各个方向。由于信号被更有效地利用,该技术有助于提高Wi-Fi范围和速度。

虽然802.11n可选择使用波束成形,但大多数供应商只实现了它的专有版本。具有标准化版本有助于802.11ac或802.11ax产品中的波束成形和MU-MIMO。

6. 用户设备需要多个天线来实现MU-MIMO的上行

与802.11ac一样,无线设备不需要具有多个天线来接收来自无线路由器和AP的MU-MIMO流。如果无线设备仅具有一个天线,则它仍然可以从AP接收一个MU-MIMO数据流。然而,对于上行链路MU-MIMO,无线设备需要具有至少两个天线以将MU-MIMO发送回AP或无线路由器,即使对于一个流连接也是如此。

更多的天线将允许设备支持更多的同步数据流(通常每个天线一个数据流),这将有利于设备的Wi-Fi性能。然而,在设备中包括多个天线需要更多的功率和空间,并且增加了其成本。需要8个天线才能充分利用802.11ax功能。

7. 传统设备也将从中受益

虽然传统的802.11n和802.11ac设备不能直接看到它们与11ax AP或无线路由器的连接的任何范围或性能改进,但它们可以看到间接的好处。请记住,Wi-Fi完全是关于通话时间:任何设备的服务速度越快,其他设备的时间就越长。如果像MU-MIMO和OFDMA这样的新技术可以更快地为支持的设备提供服务,那么其他设备(包括传统设备)的通话时间也会更长。

8. MU-MIMO有助于提高网络容量

当你提高无线网络的速度,你也增加了网络的容量。随着设备的服务速度越来越快,服务更多设备的通话时间也越来越多。因此,MU-MIMO可以帮助缓解繁忙或密集网络(例如Wi-Fi热点)的拥塞。

9. 支持任何通道宽度

增加Wi-Fi信道吞吐量的一种方法是通过信道绑定,它将两个相邻信道组合在一起,创建一个宽度为两倍的单个信道,有效地使Wi-Fi速度加倍。802.11n标准支持40MHz宽的通道,第一波802.11ac增加了对80MHz宽通道的支持。第二波802.11ac引入的通道宽度高达160MHz,仍为802.11ax。

因此,即使您的网络使用更窄的20MHz或40MHz宽的信道,MU-MIMO也可以通过同时为一些客户端提供服务来帮助它更快地运行。更快的速度取决于网络上支持的设备数量以及每个支持的流量。但是,即使没有实现宽信道,使用MU-MIMO也可以使每个设备的下行链路吞吐量翻倍。

10. 信号处理提高了安全性

MU-MIMO的一个有趣的副作用是,路由器或AP在通过无线电波发送数据之前会对数据进行打乱,只有预期的接收设备才能对数据进行打乱。虽然可能会开发一些工具来允许其他人处理流量,但就目前而言,MU-MIMO确实可以屏蔽来自附近窃听者的数据。通过这种方式,这项技术有助于提高无线网络的安全性,特别是在开放的网络上,比如热点地区,或者那些只使用个人或预先共享密钥的WPA或WPA2模式进行保护的网络。

对于802.11ac标准中,这种副作用和数据置乱,仅在下行链路连接上实现,因为这是MU-MIMO支持的唯一方向。现在,与802.11ax的上行链路连接也可以受益。

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