802.11n標準中的規范及意義

標簽：N×N MIMO

802.11n當中嚇人的專有名詞包括像多進多出(MIMO)、空間流和空間復用這些會迅速讓網絡經理大腦麻木的神秘術語。在真實的802.11n無線網絡環境的語境中，這些規范的真正含義是什么呢?

MIMO和空間流

一般而言(并且從過于簡化的意義講)，MIMO和空間流的數字共同用來表示給定距離上的吞吐量潛力。總的來說，接收天線的數量越多，可以保持一定數據傳輸速度的傳輸距離就越長。

當然，同大多數無線技術一樣，你在使用802.11n時體驗到的實際吞吐量和距離取決于你的環境。比如樓層平面布局是開放的，還是隔開的;建筑和窗戶的建筑材料是什么;參與傳輸的客戶端設備的配置等。因此，請在這種背景下，綜合考慮出現在廠商數據表中的MIMO和空間流的數字。

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

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則是實現空間復用所必須的。因此，兩者是攜手合作的關系。

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

注意，可無線復用的空間流的數量取決于發射天線的數量。因此，雖然與2×2MIMO相比，2×3MIMO多了一根接收天線，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呢?

N×N有何不同

結論是，多出的接收天線增加了你可以享受到的給定吞吐量的傳輸距離。或者說，它增加了給定距離上的吞吐量。不過，還是讓我們從頭談起。

空間復用涉及多根天線同時獨立地無線發送由獨立編碼的信號組成的不同的流。通過在無線路徑上復用信號，更多的數據通過無線路徑傳輸。

簡單地說，N根發射天線向N根接收天線發送數據，每根接收天線檢測一個唯一的流，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射(Tx)天線的數量和接收(Rx)天線的數量。

到目前為止，市場上出現了使用2×2MIMO支持兩個空間流的系統，以及使用2×3MIMO支持兩個空間流。發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：“當你有更多的接收天線時，你得到了所謂的‘組合增益’。

換句話說，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白皮書中記錄的模擬和真實性能測試顯示，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，平均性能提高大約20%。這份白皮書還顯示，當在40MHz(兩個20MHz綁定的信道，這是11n標準所允許的)信道上傳輸時，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。