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什么是 MU-MIMO,为什么它对 Wi-Fi 6 和 6E 至关重要?

技术人员唯一比创建首字母缩略词更喜欢的是有机会创建更长的首字母缩略词。无线首字母缩写词 MIMO(多输入,多输出)就是这种情况,几年前随着 MU-MIMO 的发布,它得到了一些额外的字母。

随着无线标准从 802.11ac (Wi-Fi 5) 发展到 802.11ax (Wi-Fi 6),MU-MIMO 也增加了新功能以提高速度和效率,特别是在它可以支持的流数量方面,如以及双向功能(上行和下行)。

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什么是MU-MIMO?

 MU-MIMO 代表多用户、多输入、多输出,代表了对单用户 MIMO(SU-MIMO)(通常称为 MIMO)的显着进步。创建 MIMO 技术是为了帮助增加单个接入点可以支持的同时用户数量。这最初是通过增加无线路由器上的天线数量来实现的。

MU-MIMO 技术现在被公认为 Wi-Fi 6 (802.11ax) 协议的主要部分,该协议源于802.11ac 协议。早于 802.11ac 的标准(例如 802.11b、g 和 n)不支持 MU-MIMO。

由于 802.11ac (Wi-Fi 5) 支持 MU-MIMO,许多端点和接入点现在都配备了 MU-MIMO 技术。它仍处于 Wi-Fi 6 和 6E 的早期阶段(扩展了 6GHz 频段中可用的无线频谱),但您可以向 Wi-Fi 联盟查询特定产品是否包括 MU-MIMO 和 Wi-Fi 6. 大流行导致的芯片短缺和供应链延迟减缓了 Wi-Fi 6 的采用,但许多人希望该技术将在 2022 年起飞。

在 802.11ax (Wi-Fi 6) 中,基本 MU-MIMO 已更新为包括上行链路 MU-MIMO,这意味着同时向多个接收器传输的接入点现在也可以同时从多个发射器接收(也包括上行链路 MU-MIMO )。对于 802.11ac (Wi-Fi 5),MU-MIMO 仅限于下行链路传输(从接入点到端点)。

MU-MIMO 如何与无线设备配合使用

 创建 MU-MIMO 是为了支持多个用户同时尝试访问无线网络的环境。802.11 协议的本质是按照先到先得的原则为用户提供服务。

当多个用户同时或接近同时开始访问路由器时,可能会引入拥塞,因为路由器服务第一个用户的请求,而第二个(以及第三个、第四个等)等待。虽然这些等待时间可能很短,但它们可以增加更多设备(智能手机、平板电脑、计算机等)和用户请求资源。MU-MIMO 通过允许多个用户在没有拥塞的情况下访问路由器功能来帮助实现这一点。

无线路由器中的 MU-MIMO 实现类型

 MU-MIMO 技术将可用带宽分解为独立的、独立的流,这些流平等地共享连接。MU-MIMO 路由器可以有 2x2、3x3、4x4 变体,甚至 8x8,它们指的是路由器创建的流的数量。

简单来说,想象一下你在学校食堂排队——你会在你面前的人之后得到服务。使用 MU-MIMO,您现在可以得到两、三、四或八位午餐女士,而不是一位午餐女士,这减少了您需要等待的时间。

从 802.11ac 到 802.11ax 的飞跃通过借鉴手机基站领域的技术——正交频分多址 (OFDMA),进一步缩短了等待时间。这将每个 MU-MIMO 流分成四个额外的流,将每个用户的有效带宽提高了四倍。因此,对于 4 位午餐女士的场景,我们有 4 位午餐女士服务四行,每个午餐女士同时为四个饥饿的学生服务。

借助上行链路 MU-MIMO,在这一切都发生的同时,学生可以同时给(传输)午餐女士钱。在早期版本的 MU-MIMO 中,午餐女士只能传送给学生,任何想要“支付”的人都需要在服务完成后等待轮到他们。

综上所述,OFDMA 和上行 MU-MIMO 的加入意味着 Wi-Fi 6 和 6E 比 Wi-Fi 5 系统快很多,这对于非常密集的环境尤其有用,例如体育场、机场,甚至在办公室和家庭环境中,同一相对空间内的多个用户竞争带宽。

需要注意的一点 - 流是空间的,这意味着如果两个设备彼此靠近,它们仍然必须共享相同的流。再想象一下自助餐厅的场景,但这次创建的四条线现在是指南针上的点。如果您实际位于南线,则除非您向东、北或西移动,否则您必须与其他人一起等待。在办公室环境中,如果您的相邻同事在您尝试下载超大型销售演示文稿时正在流式传输视频,您将不得不等待,除非您搬到办公室的另一边。此场景假设路由器/接入点已启用 MU-MIMO 和波束成形支持。

此外,为了让用户利用上行链路 MU-MIMO,他们的设备将需要多个天线,这可能需要更多的功率和空间,从而增加端点系统的成本。

然而,MU-MIMO 的未来依然光明,因为它仍然是 Wi-Fi 6 和 6E 市场的核心。让我们希望我们不需要在这个已经足够大的首字母缩写词中添加更多字母。

Keith Shaw 是前 Network World 高级编辑和 Cool Tools 专栏的作者。他现在是马萨诸塞州伍斯特市的一名自由撰稿人和编辑。