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WiFi中MU-MIMO的十个限制

多用户的多输入多输出(MU-MIMO)允许多个Wi-Fi设备同时接收多个数据流。例如,一个接入点(AP)可以同时向四个不同的Wi-Fi设备发送数据。MU-MIMO可以显著提高网络的吞吐量,是高密度网络的真正资产。

作者:Harris编译来源:机房360|2021-11-23 10:06

MIMO技术自从十多年前随802.11n无线标准推出的单用户模式(SU-MIMO)首次亮相以来一直不断地发展。

Wi-Fi5(02.11ac)标准引入了可选的MU-MIMO,Wi-Fi6(802.11ax)支持改进。以下是加快MU-MIMO的Wi-Fi速度的10种方法:

1.根据Wi-Fi标准,MU-MIMO可以是单向的也可以是双向的

务必记住的是,与SU-MIMO不同,带有Wi-Fi5的MU-MIMO仅适用于下行链路无线连接。只有无线路由器和接入点(AP)能够同时向多个用户发送数据,无论是向每个用户发送一个还是多个数据流。,例如智能手机、平板电脑或笔记本电脑等无线设备,仍然必须轮流向无线路由器或接入点(AP)发送数据,尽管它们可以在轮到它们时单独利用SU-MIMO发送多个数据流。

使用Wi-Fi6标准,无线客户端设备也可以参与发送同步流。因此,多个客户端从无线接入点(AP)获取数据,并同时发送回数据。这包括发送确认,这似乎是一项壮举,但确实有助于加快通信速度。

2.OFDMA技术对MU-MIMO的补充

正交频分多址接入(OFDMA)技术与LTE网络使用的技术一样,是Wi-Fi6的一部分。从技术上讲,它基本上将信道分成更小的部分,并允许多个设备同时通话,每个设备都在自己的信道部分称为资源单元(RU)。虽然它不会直接提高数据速率,但OFDMA允许设备在可以通话时更快地协调,从而更有效地利用整体信道。

虽然OFDMA和MU-MIMO允许多个设备同时传输,但它们是非常不同的。OFDMA可以在低吞吐量或小数据包应用(如物联网传感器)的高密度环境中提供帮助,而MU-MIMO可以在高吞吐量应用中提供帮助。

3.Wi-Fi6支持更多同步MU-MIMO流

Wi-Fi5允许在一个MU-MIMO组中最多有四个客户端,因此一个接入点(AP)只能一次发送到四个设备。使用Wi-Fi6,最多可以有8个客户端。这应该有助于加快连接速度并提高吞吐量。

4.MU-MIMO和Wi-Fi6适用于2.4GHz和5GHz频段

借助Wi-Fi6,MU-MIMO和OFDMA可在2.4GHz和5GHz频段工作。早期版本支持SU-MIMO,并且仅支持5GHz频段。对这两个频段的支持是人们多年来看到的对拥挤的2.4GHz频段的最大改进之一。需要记住,该频段一次最多只能支持三个非重叠通道,并且使用的是较小的传统通道宽度。Wi-Fi6中的MU-MIMO可以通过加快速度。并使其在密集环境中更有用来帮助节省这个较低的频段。

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Wi-Fi5和Wi-Fi6的一项独特的功能,可将信号定向到预期的无线设备,而不是随机地向各个方向定向。由于更有效地使用信号,该技术有助于增加Wi-Fi范围和速度。

尽管802.11n可选地提供波束成形,但大多数供应商只实现了它的专有版本。拥有标准化版本有助于Wi-Fi5和Wi-Fi6产品中的波束成形和MU-MIMO。

6.用户设备需要多根天线用于上行MU-MIMO

与Wi-Fi5一样,无线客户端设备不需要有多个天线来从接入点(AP)接收MU-MIMO流。如果设备只有一根天线,它们仍然可以从接入点(AP)接收一个MU-MIMO数据流。但是,对于上行链路MU-MIMO,无线设备需要至少有两根天线才能通过MU-MIMO传输回接入点(AP)或无线路由器,即使是单流连接也是如此。

更多的天线将允许设备支持更多的同步数据流,通常每个天线一个流,这将有利于设备的Wi-Fi性能。然而,在一个设备中包含多个天线需要更多的功率和空间,并增加其成本。需要8根天线才能充分利用Wi-Fi6客户端功能。

7.传统设备也将受益

尽管传统802.11n和Wi-Fi5设备不会直接看到其与Wi-Fi6AP连接的任何范围或性能改进,但它们可以看到间接的好处。需要记住,Wi-Fi就是通话时间:任何设备的服务速度越快,其他设备的时间就越多。如果MU-MIMO和OFDMA等新技术可以帮助更快地为受支持的设备提供服务,那么其他设备(包括传统设备)的通话时间就会更长。

8.MU-MIMO有助于提高网络容量

当提高Wi-Fi速度时,也会增加网络容量。随着设备的服务速度更快,有更多的通话时间来服务更多的设备。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通道吞吐量的一种方法是通过通道绑定,它将两个相邻通道组合起来创建一个宽度翻倍的单个通道,从而有效地将Wi-Fi速度加倍。Wi-Fi6支持40MHz、80MHz和160MHz宽的信道。

因此,即使网络使用更窄的20MHz或40MHz宽的信道,MU-MIMO也可以通过同时为某些客户端提供服务来帮助它更快地运行。多快取决于网络上支持的设备数量以及每个设备支持的流数量。但是,即使不实施宽信道,使用MU-MIMO也可以使每个设备的下行链路吞吐量增加一倍以上。

10.信号处理提高安全性

MU-MIMO的一个有趣的副作用是AP在通过无线电波发送数据之前会对其进行加扰,并且只有预期的接收设备才能对其进行解扰。尽管可能会开发允许其他人处理流量的工具,但就目前而言,MU-MIMO会屏蔽附近窃听者的数据。通过这种方式,该技术有助于提高Wi-Fi安全性,尤其是在热点等开放网络或仅使用WPA或WPA2的个人预共享密钥模式进行保护的网络上。

对于Wi-Fi5,这种加扰仅在下行链路连接上实现,因为这是MU-MIMO支持的唯一方向。使用Wi-Fi6,上行链路连接也会受益。

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【责任编辑:华轩 TEL:(010)68476606】

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