MIMO可大大提高WLAN的性能

下一代IEEE 802.11物理層標(biāo)準(zhǔn)802.11n的單信道傳輸速率將達(dá)到100Mbps，也是建立在MIMO技術(shù)基礎(chǔ)之上。我們甚至預(yù)測MIMO未來將應(yīng)用于蜂窩和無線系統(tǒng)。不過目前，還是讓我們看一看MIMO將如何在WLAN世界一顯身手的吧。

三維空間

802.11a/b/g技術(shù)使用一個發(fā)射天線和兩個接收天線，而MIMO在兩端使用多個發(fā)射天線、多個接收天線以及很多的信號處理功能來建立復(fù)雜的3維射頻傳輸。

MIMO增加了第三個“空間”維數(shù)，事實(shí)上是依靠以前被認(rèn)為不利因素的多徑效應(yīng)來正常運(yùn)行。如果這聽起來與我們的直覺相悖，不妨將MIMO想像為3維計算機(jī)圖像：一種比2維圖像內(nèi)容更豐富、傳遞更多信息內(nèi)容的通信形式。這就是它的核心概念。請注意，單輸入、多輸出與多輸入、單輸出方法也是可以的，但是必須在通信的兩端都實(shí)現(xiàn)真正的MIMO，才能取得最佳的效果。

比信道綁定技術(shù)更好

由于MIMO是改進(jìn)WLAN性能最有效的方法，因此它對于WLAN的未來非常重要。改善WLAN性能的另一種選擇是利用更多的帶寬，如已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的802.11a和802.11g技術(shù)中使用的專有信道綁定技術(shù)。但是，信道綁定技術(shù)在頻譜效率上不如MIMO，而且并不是一種好的長期選擇，因?yàn)閿?shù)據(jù)負(fù)載和信道占用比率肯定會隨著時間的增加而增長。

我們還可以采用更復(fù)雜的調(diào)制方案，嘗試將更多的比特壓縮在可供使用的頻率和時間中。但是我們可能最后得到的是更復(fù)雜的調(diào)制信號，其復(fù)雜性使得無線電在傳播過程中正常發(fā)生的損耗導(dǎo)致接收到的信號無法使用。

MIMO與UWB的比較

MIMO實(shí)現(xiàn)起來非常復(fù)雜，而大多數(shù)WLAN芯片廠商則剛剛開始學(xué)習(xí)這項(xiàng)技術(shù)。在802.11n上達(dá)成一致所需要的時間（最早也許在2005年年底）為廠商提供了完成MIMO產(chǎn)品的時間，不過我們?nèi)詫⒃跇?biāo)準(zhǔn)得到批準(zhǔn)前看到大量的準(zhǔn)n產(chǎn)品。

那么，目前什么應(yīng)用適合準(zhǔn)n產(chǎn)品呢？人們對許多可能的應(yīng)用已經(jīng)表現(xiàn)出越來越大的興趣，特別是家庭中的多媒體相關(guān)應(yīng)用。

住宅已經(jīng)導(dǎo)致了WLAN革命，其原因正是擁有多臺計算機(jī)家庭的增加而突顯了大多數(shù)家庭布線時的困難。住宅WLAN沒有公司需要的漫游、管理、負(fù)載均衡、吞吐量或可靠的安全性要求，但是至少在性能方面，住宅WLAN正在發(fā)生迅速的變化。家庭劇院正在普及，而有線電纜、寬帶或衛(wèi)星連接還沒有真正意義上的普及。此外，將媒體數(shù)據(jù)傳送到特定位置的愿望正在變?yōu)橐环N需求，從而使無線技術(shù)又一次成為顯然的選擇。基于MIMO的WLAN提供了實(shí)現(xiàn)的可能性。

不過，目前有一種反對將WLAN用于這種應(yīng)用的觀點(diǎn)，這種反對觀點(diǎn)來自正在開發(fā)的802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)的超帶寬（UWB）社區(qū)。具有480Mbps吞吐量的UWB常常被形容為“無線USB”。

但是，UWB存在的功率限制使它更適于構(gòu)建室域（room-area）網(wǎng)絡(luò)，而不是構(gòu)建樓宇范圍的LAN。UWB在部件互聯(lián)、玩具與游戲以及其他許多消費(fèi)級應(yīng)用中大獲成功，而且它可以用于企業(yè)環(huán)境中的無線USB。但是，UWB在任何環(huán)境下都不可能取代WLAN。簡而言之，基于MIMO的WLAN覆蓋范圍仍然可以達(dá)到LAN的要求，而基于UWB的解決方案則不是。

全無線，滿足未來的需要

展望未來，全無線公司的設(shè)想（即我們十年前認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的設(shè)想）現(xiàn)在非常可能成為現(xiàn)實(shí)。讓我們考慮以下兩個問題：

● 早期的WLAN提供大大低于1Mbps的吞吐量，而目前的54Mbps和802.11n高于100Mbps的吞吐量，使大量的帶寬可供用戶支配。

● 在美國，有24條運(yùn)行在5GHz上的非重疊WLAN信道以及3條2.4GHz信道。這27條信道，假如每條信道都具有基于MIMO的108Mbps的吞吐量，可提供近3Gbps的可用帶寬。

盡管這使無線計算機(jī)和PDA可以線速運(yùn)行，但是隨著受時間約束的通信—特別是語音—進(jìn)入WLAN基礎(chǔ)設(shè)施，這些額外的線路帶寬遲早會派上用場。

別害怕，MIMO就要來了

但是，現(xiàn)在有許多人認(rèn)為目前不應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在不斷增加的WLAN吞吐量上。他們認(rèn)為，在無線系統(tǒng)中，距離與吞吐量存在一種反比例關(guān)系：距離越遠(yuǎn)，速度就越低，直至由于衰減而完全失去連接。

提高吞吐量和距離的MIMO在未來的設(shè)想中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此，在802.11n到來之前，人們對MIMO的興趣正在迅速升溫，圍繞MIMO的活動也十分活躍。如果MIMO具有向前與向后兼容性以及合適的應(yīng)用，用戶不會在802.11n正式發(fā)布前擔(dān)心使用這項(xiàng)技術(shù)。基于MIMO的WLAN的吞吐量將在802.11n頒布之前超過200Mbps。　　

無線的世界