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Wi-Fi革命!高通MU-MIMO技术:秒传统802.11ac

浏览次数:1275   发布日期:2016-08-06

    也许你从未听说过MU-MIMO,但如果你是一名重度无线网络依赖者,我们强烈建议你读完下面的文字,因为,WiFi无线网络技术的下一轮革命已经悄悄来临,而MU-MIMO,就是开启大门的钥匙。

    在今年的台北电脑展(Computex 2014)上,高通的全资子公司高通创锐讯展示了全球首款支持MU-MIMO技术的VIVE 4-stream 802.11ac芯片组,效率比现有802.11ac提高了两到三倍。我们可以向你保证,这绝不是什么技术噱头,它是一次从01的巨大飞跃。今后若干年时间内,只要是WiFi网络所及之处,你将无数次看到它的身影,并真正从中受益。

 

【从你身边说起:WiFi网络最大的瓶颈在哪?】

    让我们抛开冗长繁琐的技术细节,请你扪心自问:现如今的WiFi网络,最大瓶颈是什么?除了传输距离这个不可逾越的物理障碍,你有没有发现,同一个WiFi网络内,设备越多越慢?自己家中还好,购物城、咖啡店里等公共WiFi网络人多时,简直慢的难以忍受。不管你是802.11abc还是xyz,只要有大量设备和你接入同一个WiFi网络,网速就会变成上班高峰期的北京地铁,挤得让你绝望,这是为何?

原因很简单:根据现有802.11ac标准,AP(就是路由器、热点)一次只能和一个客户端通讯。

    看明白了吗?同一个AP,在同一个时间段内,只能与同一个接入设备交换信息。这就像《鹿鼎记》里的韦小宝,后宫佳丽再多,每天晚上也只能宠幸一个。听起来很悲哀,但在三年前,WiFi联盟制定802.11ac标准时,却没有考虑这么多。

    按照WiFi联盟的路线图,802.11ac标准被生生分成了两个阶段,第一个阶段大约在一年半之前开始推出,目标是迅速推出产品,让无线尽快达到1Gbps的速率,而信号发送方式依然沿用了老旧802.11n的模式:AP360度范围内的所有方向发送信号,一次只能向一个客户端沟通来做传输,当一个客户端服务完之后,才会服务下一个,数据传输是“轮流”进行。

由于802.11ac有高达80MHz的频宽,在接入设备少的时候,问题还不大,但当接入的设备增加到数十、上百个,问题就来了,80MHz的频宽和传输总量被大量设备分割,大部分设备都在等待和路由器通讯,互相争抢资源,结果是大家都慢得一塌糊涂。

 

【救世主出现:何谓MU-MIMO?】

    那么,有没有办法让AP同时与多个设备通讯呢?解铃还须系铃人,WiFi联盟可没这么笨,他们留了一手,这就是802.11ac Triple E标准,又称为802.11ac 2.0

在这个阶段,802.11ac终于不再“单打独斗”了,WiFi联盟引入了名为MU-MIMO的新功能,有了它,你的路由器就能同时跟多台设备通信了。你可以这么认为:MU-MIMO就是为了提高传统WiFi网络的低效率而生。

    MU-MIMO是“Multi-User Multiple-Input Multiple-Output”的缩写,听起来很拗口的一个技术名词,字面含义却很好理解,直译就行了——“多用户多入多出技术”。

顾名思义,MU-MIMO是一种让你的路由器同时与多个设备沟通的技术,它是802.11ac标准第二阶段的里程碑,这种进步甚至比802.11b/g802.11n,再到802.11ac来得还要大,因为版本号的进化只是提升了理论速率,MU-MIMO才是真正改善了网络资源利用率,换句话说,它的性能提升都是你看得见摸得着的。

    听起来是不是很有意思?嗯,我们现在还要再给MU-MIMO戴上一顶帽子:只有具备MU-MIMO技术的设备,才能被称作“完整版802.11ac”,目前市面上炒得火热的那些智能路由,全都是“不完整版802.11ac”。

 

【直击问题根源:MU-MIMO是如何工作的?

     OK,我们已经知道了MU-MIMO的主要目的是提升WiFi网络的效率,但它究竟用什么手段提高效率?带着这个问题,我们在Computex 2014现场采访了高通创锐讯产品管理暨网路事业群副总裁Todd D.Antes,看看他是怎么说的。

    首先,为了便于理解,你可以把传统的802.11ac路由器信号想象成是一个“圆圈”,这个圆圈就是信号的覆盖范围,天线在圆心,呈360度向外发射信号。在“圆圈”内的设备,路由器会依次与它们进行通讯,每次都是一个对一个,多了不行。

 

    802.11ac拥有80MHz的频宽,实际数据传输速率约为350Mbps左右,按照“一次只能服务一个”的原理,如果有两个设备同时接入网络,802.11ac就只能“轮着来”了,这样每个设备只能得到40MHz频宽,数据传输速率当然也会减半。

    而使用了MU-MIMO技术的802.11ac 2.0路由器则不同,它的信号并非360度全向发射,实际上,你可以把MU-MIMO路由的信号看作是“三道射线”,高通利用波束成型(Beamforming)和多用户分集技术,将信号在时域、频域、空域三个维度上分成三部分,看起来就像是同时发出三个不同的信号,射向三台不同的设备,这样,MU-MIMO路由就能同时“1 vs 3”。由于三个信号互不干扰,因此每台设备得到的资源是相等的,而且数据传输能同时进行,从路由器角度衡量,数据传输速率提高了2.53倍。

    当一个网络内同时存在几十台甚至上百台设备时,这种互不干扰的工作模式好处就很明显了,路由器能用传统802.11ac三倍的速度处理请求,负载被大大分散,整个网络的延迟会有明显的下降。从手机角度来说,支持MU-MIMO的手机除了网速更快,还能更迅速的连上路由器,减少无谓的等待时间,接入WiFi网络时功耗也会变小。

不过,遗憾的是,MU-MIMO技术需要发送和接受设备两端都提供硬件支持,也就是说,你的路由器和手机必须同时支持MU-MIMOWiFi才能能同时与多个设备通讯,市面上现有的家用路由器和大部分手机均无法支持MU-MIMO

 

【速度实测:秒杀传统802.11ac

     高通在自家的Computex 2014展台上展示了一大波MU-MIMO设备,包括采用MU-MIMO技术、专供智能路由器使用的QCA998xQCA999x网络解决方案,从演示来看,MU-MIMO速度确实惊人,它可以轻易将一台802.11ac路由器的数据传输速率提升两倍以上,从273Mbps提升至638Mbps,比802.11n802.11ac升级还管用!

MU-MIMO802.11ac路由

 

普通802.11ac路由


【最快明年商用:这里承载着WiFi技术的未来】 

    最后,还有一个最关键的问题——我们什么时候才能用上MU-MIMO

    根据Todd D.Antes的说法,MU-MIMO技术在微型基站上其实早有用过,WiFi联盟也已经将其引入802.11ac,作为下一阶段的规范标准,但是,把MU-MIMO的成本压缩至家用路由器也能接受,高通创锐讯花了足足7年时间,技术难度之大可想而知。

    目前,高通已有不少合作伙伴在测试QCA998xQCA999x芯片,Todd D.Antes表示,搭载MU-MIMO的路由器、智能网关等,到今年底、明年初就会问世。而手机方面,高通骁龙801芯片已经率先给予了支持,下一代的骁龙810808805也会支持802.11ac MU-MIMO

    相比家用路由,公共空间安装的热点、企业的AP才是网络最拥挤的地方,我们很乐意看到MU-MIMO在公共场所的普及,那才是MU-MIMO真正的用武之地。

智能路由的概念炒作让2014年的家用网络设备市场狠狠的火了一把,但浮华褪去,你会发现,真正能改变世界,为我们带来更优秀用户体验的,依然是那些最核心、最基础的技术进步。

随着MU-MIMO脚步的临近,无线网络设备市场很快将面临新一轮的洗牌。

 

    拓达君有话说:从过去的消息,我们得知MU-MIMO技术是大时代数据发展趋势,业界专业人士称之:必将颠覆WiFi革命!而放眼当今,WiFi科技迅猛发展,MU-MIMO技术作为新一代信息科技,必将成为行业的发展主流和技术生力军。而拓达作为行业崛起的新锐精英,创新思变是我们一直以来的发展追求,相信在不久的将来,拓达将携手核心研发团队率先进军,带给行业全新的核心科技。

Ps:文章转自网络