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          MIMO可大大提高WLAN的性能

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          作者: 時間:2007-04-26 來源:eNet 收藏
          當(dāng)前的技術(shù)正在面臨著一些限制,如有限的帶寬與發(fā)射功率、干擾、信號衰減以及多徑效應(yīng)(造成干擾的回波與反射)。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新的電設(shè)計和實現(xiàn)技術(shù),這項技術(shù)將成為解決問題的有效手段。這項技術(shù)叫做:即多輸入、多輸出。可以改進(jìn)的吞吐量、傳輸距離和可靠性,它是目前領(lǐng)域中一項最重要的技術(shù)。

          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)用于蜂窩和系統(tǒng)。不過目前,還是讓我們看一看MIMO將如何在世界一顯身手的吧。

           

          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現(xiàn)真正的MIMO,才能取得最佳的效果。

          單輸入 

          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,因為數(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?;贛IMO的WLAN提供了實現(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,這種反對觀點來自正在開發(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),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)為不可能實現(xiàn)的設(shè)想)現(xiàn)在非??赡艹蔀楝F(xiàn)實。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)心使用這項技術(shù)?;贛IMO的WLAN的吞吐量將在802.11n頒布之前超過200Mbps?! ?

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