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MU-MIMO与SU-MIMO的区别和什么是真正的MU-MIMO技术

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MU-MIMO和SU-MIMO的区别:

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/g到 802.11n,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。

MU-MIMO 多用户多输入多输出,是常见的多天线技术。Beamforming即波束成形,是通用信号处理技术,用于控制传播的方向和射频信号的接收。
上行MU-MIMO: 不同用户使用相同的时频资源进行上行发送(单天线发送),从接收端来看,这些数据流可以看作来自一个用户终端的不同天线,从而构成了一个虚拟的MIMO系统,即上行MU-MIMO
下行MU-MIMO: 将多个数据流传输给不同的用户终端,多个用户终端以及eNB构成下行MU-MIMO系统; 下行MU-MIMO可以在接收端通过消除/零陷的方法,分离传输给不同用户的数据流;下行MU-MIMO还可以通过在发送端采用波束赋形的方法,提前分离 不同用户的数据流,从而简化接收端的操作。


什么是MU-MIMO ?

MU-MIMO 即Multi-User Multiple-Input Multiple-Output 的缩写,直译为“多用户多输入 多输出”, 是最新Wi-Fi技术标准802.11ac Wave 2(即802.11ac 2.0标准)的最重要特性之一,能彻底改变Wi-Fi网络的运行方式,显著提高网络总吞吐量和总容量,将上网速度提升三倍。802.11ac Wave 2另外两个特性是数据传输通道最高可扩张至160MHz提供第四空间流。
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通俗来说,传统的SU-MIMO路由器信号呈现一个圆环,以AP(路由器或热点等)为圆心,呈360度向外发射信号,并依据远近亲疏,依次单独与上网设备进行通讯。这时当接入的设备过多时,就会出现设备等待通讯的情况,网络卡顿的情况就由此产生;更为严重的是,这种依次单独的通讯,是基于设备对AP(路由器或热点等)总频宽的平均值。也就是说,如果拥有100MHz的频宽,按照“一次只能服务一个”的原理,在有3个设备同时接入网络的情况下,每个设备只能得到约33.3MHz频宽,另外的66.6MHz则处于闲置状态。即在同一个Wi-Fi区域内,连接设备越多宽频被平均得越小,浪费的资源越多,网速也就越慢。

而使用MU-MIMO路由器则不同,MU-MIMO路由的信号在时域、频域、空域三个维度上分成三部分,就像是同时发出三个不同的信号,能够同时与三部设备协同工作;尤其值得一提的是,由于三个信号互不干扰,因此每台设备得到的频宽资源并没有打折扣,资源得到最大化的利用,从路由器角度衡量,数据传输速率提高了3倍,改善了网络资源利用率,从而确保Wi-Fi无间断连接。

为改变网络的低效率而生

可以说,MU-MIMO就是为了提高传统WiFi网络的低效率而生。随着网络提速,当前的千兆无线路由由于运算量大,还不能做到单一芯片处理千兆数据流量。因此,只能采用一枚符合802.11ac标准的无线电芯片,来传输和收发无线信号,然后把信号交给处理器来进行数据运算,处理器运算之后再交由无线电芯片和网络交换器发送出。这样三枚芯片分摊工作之后,系统整体架构的运算承受量就大大的提高,从而满足了802.11ac标准的千兆无线传输要求。
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世界上首台支持MU-MIMO的路由器是Linksys EA8500于2015年发布,采用的是全高通的MU-MIMO解决方案(Qualcomm MU | EFX)。关于MU-MIMO技术的使用,目前行业内还没有统一的衡量标准,但Qualcomm MU | EFX是各大企业选择加入最多的MU-MIMO最解决方案。Linksys EA8500的主处理器为802.11n标准的QCA9558处理器,这款芯片支持2.4GHz和5GHz两个频段,最高传输速度为750Mbps。但是,在这个架构中,它将只负责2.4G信号的传输,同时担负全部的数据计算工作。

QCA9558计算之后的数据,将通过QCA9880无线电芯片转换成无线信号发射出去,这枚芯片运行在5GHz频段,在结合QCA9558处理器之后,整个系统的最大无线带宽可以达到1750Mbpsbps,远超现在主流的300Mbps无线路由的带宽。

而负责有线网络传输的,则是AR8327千兆网络交换器,它将用1000Mbps的带宽,将宽带的数据送入QCA9558芯片,并用同样的带宽输送至有线连接到路由上的各台电脑之中。
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这样做的好处是,一台路由器拥有两个WIFI信号源(5GHz和2.4GHz),互不干扰,对于带宽要求较高的高清视频、在线点播和网络游戏,便可以采用没有信号干扰、不掉线的5GHz无线频段,避开“堵车”则可采用2GHz传统无线频段,建立最快速稳定的WIFI空间,畅享最快速的HD视频下载,高清语音、照片分享及流畅的游戏。也就是高通提出的蝴蝶MU-MIMO的概念,对MU-MIMO多个设备工作时的效率进行充分优化。

智能手机成推动MU-MIMO普及的主力

需要指出的是,只要部署了支持MU-MIMO的AP,手机就算不兼容MU-MIMO其实也有性能有所提升。但MU-MIMO要发挥最大效就能需要AP(路由器、热点)和客户端设备(手机、电脑)同时支持MU-MIMO。

从2015年世界上第一台支持MU-MIMO的路由器Linksys EA8500问世至今,网件、华硕也相继加入这场网络技术的革命;与此同时,市场上不断出现支持MU-MIMO的客户端产品,包括ARUBA、acer、小米、NEC、Buffalo、ZTE、RUCKS、三星、HTC、SHAPP等搭载高通解决方案的设备。不可否认的是,MU-MIMO的出现得到业内外的高度关注与认可,市场从无到有,并逐渐趋于成熟。
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ABI Research根据调查预计,到2019年具备MU-MIMO技术的 802.11ac 路由器的在世界范围内的使用率相比2015年将有超过300%的增长,用户超突破30亿,成为Wi-Fi路由器产品总量持续增长的主要动力之一。
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与MU-MIMO路由产品增长相匹配,MU-MIMO Wi-Fi芯片使用率增长明显,由于低廉的成本以及提升的网络效率, 2015年至2019年MU-MIMO 1X1规格的芯片始终占据主场;而MU-MIMO最佳匹配4×4规格的芯片在客户端产品中的使用率也得到明显增长。
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其中,配备 MU-MIMO芯片的智能手机的生产量将在2019年达到二十五亿规模,占MU-MIMO客户端产品生产总量的绝大多数,远超平板电脑,便携电脑和其他接入设备。

与未使用MU-MIMO的设备相比较,使用了MU-MIMO的客户端设备会在未来的802.11ax网络下性能更加优越。我们有理相信,随着更多厂商的加入,MU-MIMO技术成熟和成本降低,将重构以MU-MIMO为中心的全新的Wi-Fi网络生态系统,它的智能和极速体验将使全球互联网用户不再受网络挤塞所困,畅享网络世界带给我们的新鲜与乐趣。


精彩评论8

sharks  营长  发表于 2016-6-10 09:43:44 | 显示全部楼层
学习了!谢谢楼主科普!!
gaolao  连长  发表于 2016-6-10 10:23:39 | 显示全部楼层
学习了,楼主辛苦了!
wxzlde  团长  发表于 2016-6-11 10:45:27 | 显示全部楼层
学习!涨知识的科普!
long2505  连长  发表于 2016-6-12 16:45:19 | 显示全部楼层
涨知识了

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ITZY小安  排长  发表于 2016-6-15 15:30:19 | 显示全部楼层
MU-MIMO与SU-MIMO的区别
这个真是极好的科普文,华硕网件等大厂都是在搞MU-MIMO
ITZY小安  排长  发表于 2016-6-15 15:30:38 | 显示全部楼层
MU-MIMO与SU-MIMO的区别
这个真是极好的科普文,华硕网件等大厂都是在搞MU-MIMO
懂事长  NAP6技术团队  发表于 2016-6-15 15:31:36 | 显示全部楼层
ITZY小安 发表于 2016-6-15 15:30
MU-MIMO与SU-MIMO的区别
这个真是极好的科普文,华硕网件等大厂都是在搞MU-MIMO ...

华硕的还在测试版,不行,不如Linksys的
long2505  连长  发表于 2016-6-18 10:53:47 | 显示全部楼层
现在买MU-MIMO路由器算超前了吗??
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