WiFi中MU-MIMO的十個限制
MIMO技術自從十多年前隨802.11n無線標準推出的單用戶模式(SU-MIMO)首次亮相以來一直不斷地發(fā)展。
Wi-Fi5(02.11ac)標準引入了可選的MU-MIMO,Wi-Fi6(802.11ax)支持改進。以下是加快MU-MIMO的Wi-Fi速度的10種方法:
1.根據(jù)Wi-Fi標準,MU-MIMO可以是單向的也可以是雙向的
務必記住的是,與SU-MIMO不同,帶有Wi-Fi5的MU-MIMO僅適用于下行鏈路無線連接。只有無線路由器和接入點(AP)能夠同時向多個用戶發(fā)送數(shù)據(jù),無論是向每個用戶發(fā)送一個還是多個數(shù)據(jù)流。,例如智能手機、平板電腦或筆記本電腦等無線設備,仍然必須輪流向無線路由器或接入點(AP)發(fā)送數(shù)據(jù),盡管它們可以在輪到它們時單獨利用SU-MIMO發(fā)送多個數(shù)據(jù)流。
使用Wi-Fi6標準,無線客戶端設備也可以參與發(fā)送同步流。因此,多個客戶端從無線接入點(AP)獲取數(shù)據(jù),并同時發(fā)送回數(shù)據(jù)。這包括發(fā)送確認,這似乎是一項壯舉,但確實有助于加快通信速度。
2.OFDMA技術對MU-MIMO的補充
正交頻分多址接入(OFDMA)技術與LTE網(wǎng)絡使用的技術一樣,是Wi-Fi6的一部分。從技術上講,它基本上將信道分成更小的部分,并允許多個設備同時通話,每個設備都在自己的信道部分稱為資源單元(RU)。雖然它不會直接提高數(shù)據(jù)速率,但OFDMA允許設備在可以通話時更快地協(xié)調(diào),從而更有效地利用整體信道。
雖然OFDMA和MU-MIMO允許多個設備同時傳輸,但它們是非常不同的。OFDMA可以在低吞吐量或小數(shù)據(jù)包應用(如物聯(lián)網(wǎng)傳感器)的高密度環(huán)境中提供幫助,而MU-MIMO可以在高吞吐量應用中提供幫助。
3.Wi-Fi6支持更多同步MU-MIMO流
Wi-Fi5允許在一個MU-MIMO組中最多有四個客戶端,因此一個接入點(AP)只能一次發(fā)送到四個設備。使用Wi-Fi6,最多可以有8個客戶端。這應該有助于加快連接速度并提高吞吐量。
4.MU-MIMO和Wi-Fi6適用于2.4GHz和5GHz頻段
借助Wi-Fi6,MU-MIMO和OFDMA可在2.4GHz和5GHz頻段工作。早期版本支持SU-MIMO,并且僅支持5GHz頻段。對這兩個頻段的支持是人們多年來看到的對擁擠的2.4GHz頻段的最大改進之一。需要記住,該頻段一次最多只能支持三個非重疊通道,并且使用的是較小的傳統(tǒng)通道寬度。Wi-Fi6中的MU-MIMO可以通過加快速度。并使其在密集環(huán)境中更有用來幫助節(jié)省這個較低的頻段。
5.波束成形有助于引導信號
MU-MIMO使用所謂的波束成形,這是Wi-Fi5和Wi-Fi6的一項獨特的功能,可將信號定向到預期的無線設備,而不是隨機地向各個方向定向。由于更有效地使用信號,該技術有助于增加Wi-Fi范圍和速度。
盡管802.11n可選地提供波束成形,但大多數(shù)供應商只實現(xiàn)了它的專有版本。擁有標準化版本有助于Wi-Fi5和Wi-Fi6產(chǎn)品中的波束成形和MU-MIMO。
6.用戶設備需要多根天線用于上行MU-MIMO
與Wi-Fi5一樣,無線客戶端設備不需要有多個天線來從接入點(AP)接收MU-MIMO流。如果設備只有一根天線,它們?nèi)匀豢梢詮慕尤朦c(AP)接收一個MU-MIMO數(shù)據(jù)流。但是,對于上行鏈路MU-MIMO,無線設備需要至少有兩根天線才能通過MU-MIMO傳輸回接入點(AP)或無線路由器,即使是單流連接也是如此。
更多的天線將允許設備支持更多的同步數(shù)據(jù)流,通常每個天線一個流,這將有利于設備的Wi-Fi性能。然而,在一個設備中包含多個天線需要更多的功率和空間,并增加其成本。需要8根天線才能充分利用Wi-Fi6客戶端功能。
7.傳統(tǒng)設備也將受益
盡管傳統(tǒng)802.11n和Wi-Fi5設備不會直接看到其與Wi-Fi6AP連接的任何范圍或性能改進,但它們可以看到間接的好處。需要記住,Wi-Fi就是通話時間:任何設備的服務速度越快,其他設備的時間就越多。如果MU-MIMO和OFDMA等新技術可以幫助更快地為受支持的設備提供服務,那么其他設備(包括傳統(tǒng)設備)的通話時間就會更長。
8.MU-MIMO有助于提高網(wǎng)絡容量
當提高Wi-Fi速度時,也會增加網(wǎng)絡容量。隨著設備的服務速度更快,有更多的通話時間來服務更多的設備。因此,MU-MIMO可以幫助緩解繁忙或密集網(wǎng)絡(例如Wi-Fi熱點)的擁塞。
9.支持任何通道寬度
增加Wi-Fi通道吞吐量的一種方法是通過通道綁定,它將兩個相鄰通道組合起來創(chuàng)建一個寬度翻倍的單個通道,從而有效地將Wi-Fi速度加倍。Wi-Fi6支持40MHz、80MHz和160MHz寬的信道。
因此,即使網(wǎng)絡使用更窄的20MHz或40MHz寬的信道,MU-MIMO也可以通過同時為某些客戶端提供服務來幫助它更快地運行。多快取決于網(wǎng)絡上支持的設備數(shù)量以及每個設備支持的流數(shù)量。但是,即使不實施寬信道,使用MU-MIMO也可以使每個設備的下行鏈路吞吐量增加一倍以上。
10.信號處理提高安全性
MU-MIMO的一個有趣的副作用是AP在通過無線電波發(fā)送數(shù)據(jù)之前會對其進行加擾,并且只有預期的接收設備才能對其進行解擾。盡管可能會開發(fā)允許其他人處理流量的工具,但就目前而言,MU-MIMO會屏蔽附近竊聽者的數(shù)據(jù)。通過這種方式,該技術有助于提高Wi-Fi安全性,尤其是在熱點等開放網(wǎng)絡或僅使用WPA或WPA2的個人預共享密鑰模式進行保護的網(wǎng)絡上。
對于Wi-Fi5,這種加擾僅在下行鏈路連接上實現(xiàn),因為這是MU-MIMO支持的唯一方向。使用Wi-Fi6,上行鏈路連接也會受益。