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 [經(jīng)驗] 小米4c的MU-MIMO是什么？WLAN新技術(shù)科普
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發(fā)表于 2015-10-27 09:51:49  只看樓主  QQ
以往的路由器市場被認為是不怎么進步的行業(yè)，但這幾年迎來爆發(fā)，不僅智能路由器概念興起，傳統(tǒng)高端產(chǎn)品也開始了軍備競賽，AC5300、WAVE2、MU-MIMO等等，一系列新技術(shù)名稱讓人摸不到頭腦。本篇筆者就來給大家詳細解讀一下這些新技術(shù)。

AC5300：


要理解這個新的旗艦規(guī)格，首先還是要復(fù)習一下WLAN的提速原理。提高WLAN速率的方式其實和提高公路通過能力很相似，那么在公路上是怎么做的呢？


當今的交通樞紐（來自網(wǎng)絡(luò)）

公路建設(shè)其實是三個維度上的加強，首先，我們可以提高路面質(zhì)量，減少坑洼一馬平川，減少需要停頓的路口，這樣可以提高公路的限速，讓汽車跑得更快，這是第一維（X）；此后，就是對公路的擴寬，增加可以同時通過的車道數(shù)量，讓公路可以跑更多的車，這是第二維（Y）；而第三維（Z），則是建設(shè)多層高架橋，充分利用上下空間，再次擴增車道數(shù)量的同時，為各種不同需求的車輛進行分流，提高效率：通過這樣三維立體化的加強，就可以最大限度地防范交通擁堵的發(fā)生。

維度公路WLAN
X軸提高限速提高信號調(diào)制位數(shù)
Y軸擴寬道路提高頻寬
Z軸建設(shè)高架橋MIMO天線多空間流
公路和WLAN加強方式比較

接下來就可以言歸正傳說說WLAN了，其實它也是像公路一樣通過三維立體化的思路來進行提速。首先，對應(yīng)X軸的提升公路限速，WLAN的方式是提高信號的調(diào)制技術(shù)，采用更高的調(diào)制位數(shù)，比如將802.11n的64位（64-QAM）提高到802.11的256位（256-QAM）以提升信號的容量；而對應(yīng)Y軸的擴寬道路，WLAN對應(yīng)的則是在頻域上將信道的頻寬擴寬，這樣類似載波聚合，可以使用更大規(guī)模的信號來提高傳輸帶寬；最后對應(yīng)Z軸的建設(shè)高架橋，WLAN的方式是通過MIMO天線技術(shù)建立多條空間流，來成倍提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸�，而這些空間流是依托于實體天線而存在，即是我們目前常見的多天線網(wǎng)卡和路由器產(chǎn)品。

版本802.11a802.11b802.11g802.11n802.11ac
頻率5GHz2.4GHz2.4GHz2.4GHz/5GHz5GHz
單流速率54Mbps11Mbps54Mbps150Mbps433Mbps
MIMO///600Mbps(4*4)1700Mbps(4*4)
WLAN標準各版本規(guī)格比較

這樣解說，就非常容易理解WiFi速率提升的原理了，需要注明的是，XY平面上的擴展，是IEEE所制定的802.11標準所規(guī)定，通常被統(tǒng)稱為WLAN標準演進的提升，而MIMO天線技術(shù)則是在802.11n開始支持，目前新的802.11ac wave2支持到最多4條空間流。


常見的WLAN規(guī)格（來自網(wǎng)絡(luò)）

但是這些還不夠，按照802.11ac和802.11n的標準，目前可以實現(xiàn)的雙頻最大速率規(guī)格是150*4+433*4=2333Mbps，和旗艦產(chǎn)品的ac5300仍相差甚遠，這時就需要來源于標準之外的技術(shù)加持，不過思路上還是和上面一樣。


傳輸速率和調(diào)制及頻寬的關(guān)系（來自網(wǎng)絡(luò)）

首先X軸這邊還有空間，802.11ac默認256-QAM，802.11n默認64-QAM，廠商們表示信號調(diào)制還可以提高（當然需要收發(fā)兩端都支持）。最先實現(xiàn)的則是博通，它發(fā)明了兩個名詞，從64-QAM到256-QAM稱為TurboQAM，有三分之一的提升，即150Mbps到200Mbps，而從256-QAM到目前的極限1024-QAM稱為NitroQAM，則是25%的提升，2.4GHz下單流速率提高到250Mbps，5GHz下則提高到542Mbps。


博通官方有關(guān)NitroQAM的宣傳資料

Y軸由于信道分配是定死的，牽一發(fā)動全身，無法改變，接下去只能在Z軸上動手，廠商們的辦法更絕，由于5GHz信道資源富余，高端產(chǎn)品上會同時生成兩個5GHz無線網(wǎng)絡(luò)，這樣802.11ac的總帶寬就會直接翻倍。


當今旗艦路由器產(chǎn)品規(guī)格表（來自網(wǎng)絡(luò)）

于是，通過三個網(wǎng)絡(luò)的疊加，250*4+542*4*2=1000+2166*2=5333Mbps，就是我們目前看到的恐怖的ac5300帶寬數(shù)值（由于是約數(shù)，也有廠商宣傳為ac5400甚至ac5600）。同理，去年的ac3200的旗艦規(guī)格也是如此得出，只是沒用上4流和1024-QAM技術(shù)而已。

MU-MIMO：


前面的ac5300看起來很霸氣，但只是旗艦級路由器專屬，對普通用戶而言只是望梅止渴，而接下來要說的MU-MIMO技術(shù)則相對更接地氣一些。

MU-MIMO，中文叫多用戶多入多出技術(shù)，定義上講就是可以利用多空間流，讓路由器可以和多個終端同時通訊的技術(shù)，屬于新的802.11ac wave2標準的新特性之一。不過直接這么說跟空話沒什么區(qū)別，沒幾個人聽得懂，下面筆者會從原因和作用兩方面來具體解析。


高通對MU-MIMO的解析圖

前面說了，MIMO天線的應(yīng)用讓WLAN有了巨大的帶寬，但這需要收發(fā)兩端都支持，在路由器高歌猛進的同時，網(wǎng)卡行業(yè)卻鮮有提升，2*2MIMO的已經(jīng)算多了，上4*4的路由器也是浪費，因為在傳統(tǒng)的SU-MIMO下，路由器只能同時和一個無線終端通信，多設(shè)備則需要排隊，剩余的兩條空間流無法得到有效運用。而MU-MIMO的運用就可以改變這個局面，它可以將剩余的空間流分配給支持對應(yīng)數(shù)量的終端，比如旗艦的4流路由器，掛了一個兩流終端之后，可以將剩下的兩條流分給另一個兩流終端或者兩個單流終端，達到有效利用的同時，降低多設(shè)備造成的網(wǎng)絡(luò)擁堵，也給了路由器廠商們繼續(xù)飚天線的理由，當然也許最后一條才是重點。


高通：MU-MIMO可以避免因排隊造成的平均速率下降

不過可惜的是，MU-MIMO和前面的TurboQAM、NitroQAM一樣，都需要收發(fā)兩端特別支持才可以，又給了廠商們催各位換手機、電腦、網(wǎng)卡等的理由，不過好在這項技術(shù)的產(chǎn)品價格還算親民，比如最近火熱的千元檔手機小米4c就支持這項技術(shù)，換起來成本還能接受。


小米官方對于MU-MIMO的宣傳

好啦，通過上面的解說，想必各位已經(jīng)對這些WLAN新技術(shù)有了清晰的認識，以后再看到廠商們高大上的宣傳，可別再“雖但厲”了哦。
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    發(fā)表于 2015-10-27 10:02:49 
    mumimolte上tm8和tm9都有

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