【IT168 专稿】MIMO就是多进多出（MIMO：Multiple Input Multiple Output）无线技术，是上个世纪末美国的贝尔实验室提出的多天线通信系统，在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道，MIMO是基于IEEE 802.11n传输标准的关键性技术。

    一、802.11n标准——两虎相争，胜负难测

    WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等等各种无线标准都被厂商所广为关注，原因很简单，对无线前景的良好的期望。单就IEEE802.11标准而言，就有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准被制定或制定中。在给用户极大方便的同时，但WLAN仍存在带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统安全性更难保障等等问题，而802.11n的推出则可以看做无线新标准向前迈出的重要一步。

    在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高达500Mbps，而这正得益于将MIMO与OFDM技术的结合应用。802.11n使WLAN传输速率达到目前传输速率的10倍，而且可以支持高质量的语音、视频传输，这意味着人们可以在写字楼中用Wi-Fi手机来拨打IP电话和可视电话。在覆盖范围方面，802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到千米级，使WLAN移动性较高提升。

多天线是MIMO的重要特征

    从1997年推出802.11以来，IEEE组织又相继在1999年推出了802.11a/b，在2003年正式推出了802.11g，但由于各大厂家对802.11n规格的看法分歧，而形成了WWiSE（World Wide Spectrum Efficiency）、TGn Sync（Task Group n）两大阵营对峙的局面，由于两阵营都有10多家以上的国际大厂支持，让802.11n目前仍处于各自为战的境地。

    MIMO将被集成到802.11n工作组制定的任何规范中，两阵营提案上的分歧主要在于每通道的占用频宽，WWiSE倾向20MHz，原因是能与11a/b/g的通道规划兼容，且较具国际通跨性，此外，该提案还主张要回溯兼容旧有的Wi-Fi标准。WWiSE组织得到了德州仪器、Broadcom、 Conexant、 STMicro、Airgo和Bermai的支持，先前坚持自己开发标准的摩托罗拉后来加入该阵营；起初加入TGn Sync阵营的诺基亚后来也加入了WWiSE组织。

    而TGn Sync则力主40MHz，理由是能有更高传速表现及提升潜力。通道运用及跨国适用是主要争议，其它的小争议还包括实现新高速方式的复杂度，即编码、调变方式。TGn Sync组织的支持者包括英特尔、Atheros、Agere、英飞凌、思科、高通、北电网络、三菱、索尼、松下、飞利浦、三星、三洋和东芝等等。

    这两个联盟在IP（知识产权权）的授权上并不一样。两个阵营都宣称会遵守“合理与无差别”（RAND）授权，但WWiSE表示，如果它的提案通过，成员们都已经同意，RAND为免权利金（RAND-Z），也就是说，成员并不会收取802.11n任何开发的授权费，对于开发者、厂商，及消费者来说，这意谓着低成本。

    二、MIMO技术——真正的无线倍增器

    MIMO无线通信技术的概念是在任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO系统。因此我们今天看到的MIMO产品多数都不只一根天线。它利用多天线来抑制信道衰落，根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO（Single-Input Single-Output）系统，MIMO还可以包括SIMO（Single-Input Multi-ple-Output）系统和MISO（Multiple-Input Single-Output）系统。

    MIMO是基于IEEE 802.11n传输标准的关键性技术，其信道容量可随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。

    利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益，后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。ML算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。ZF算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。性能和复杂度最优的就是BLAST算法。该算法实际上是使用ZF算法加上干扰删除技术得出的。目前MIMO技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。

    MIMO无线通信技术采用空时处理技术进行信号处理，在多径环境下，无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率，增加系统的数据传输速率。MIMO技术非常适用于室内环境下的无线局域网系统使用。采用MIMO技术的无线局域网系统在室内环境下的频谱效率可以达到20～40bps/Hz；而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为1～5bps/Hz，在点到点的固定微波系统中也只有10～12bps/Hz。OFDM技术是多载波传输的一种，其多载波之间相互正交，可以高效地利用频谱资源，而MIMO+OFDM则可以提供更高的数据传输速率。不过两大阵营的技术构架已经越来越相似，例如都是采用MIMO+OFDM技术，TGn Sync阵营一度取得领先，然而还不足将WWiSE排挤出局。

    WLAN市场的27家企业在2005年中共同组建了增强无线联盟（EWC），期望此举能“加快IEEE 802.11n标准开发进程，为下一代无线局域网联网WLAN产品推广技术规范”。该组织成员包括Atheros Communications、Airoha、思科、英特尔、索尼、华邦电子、苹果电脑、Broadcom、科胜讯、D-Link、联想、Linksys、LitePoint、Marvell、Metalink、东芝、USRobotics、WildPackets和ZyDAS等公司，预期还将加盟其它额外成员。

    该组织表示，其规范和提案将为WLAN半导体制造商提供一个开发面向横贯多种品牌和平台可互操作、高性能WLAN产品的芯片组的蓝本。该标准PHY传输速率高达600Mbps，支持需要高数据速率（例如传输多HDTV流）的应用，并且通过将发送和接受数据流的时间最小化来降低电池的消耗；支持20MHz和/或40MHz通道，使用更多的无限频谱来增强性能；使用1-4个天线同时传输的空间多工模式，增强无线连接能力以支持极高的数据速率。

    三、现有MIMO产品扫描

    厂商正在开始为即将到来的MIMO技术预留空间，Dell和Gateway等一些公司正在急切的盼望将MIMO无线网络技术应用到他们的产品中。近几年来，无线局域网络（WLAN）标准持续演进，每次标准转换的新旧交替需求都被市场寄予厚望。但在802.11g之后，下一代更快传输速率、更大涵盖范围的802.11n的标准却是迟迟没有出台，尽管如此，市场实际推出产品的动作却未因802.11n标准尚未确定而慢下来，包括Linksys、D-Link、Belkin都已推出802.11n系列MIMO技术（Multiple Input Multiple Output）的产品，先行抢占市场商机。市场上使用MIMO技术的产品都会有较多的天线（至少大于2），有一些外观无天线的也是内置在机器里，并且数目会更多。在使用时可以稍微调节天线方向，可以使无线网络覆盖更好。

    ● Airgo第三代MIMO芯片

    MIMO技术是Airgo公司的专利技术，Airgo Networks公司在2005年9月中宣布推出了其第三代MIMO芯片的样片，并计划在今年底投入量产。该公司声称，这一新的WLAN芯片组的最高速率可达240Mbps，完全兼容于802.11a/b/g标准，适用于路由器、笔记本电脑等，并表示到明年第一季度，市场上就会出现具备MIMO技术的笔记本电脑。据悉，目前Airgo已向几家大客户交付了第二代MIMO芯片，以方便他们开发WLAN设备。这些客户包括三星、Linksys、Belkin和美国网件（Netgear）。

    ● Buffalo MIMO无线路由器

Buffalo MIMO无线路由器

    Buffalo一款支持MIMO技术的无线路由套装已经在2005年7月上市，AirStation MIMO的无线Cable/DSL Router型号为WZR-G108而CardBus接收器型号为WLI-CB-G108。

    WZR-G108高速无线宽带路由集成了MIMO多天线传输技术，在工作状态下，多根天线同时通过独立的路径传输信息，由于MIMO的这个多径传播的特点，大大减小了环境所引起的信号衰落，并且在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高，理论传输速率可以达到108Mbps。尤其在多障碍物的环境下，MIMO技术更能够显现出其超过传统无线技术的优越性，使信号的衰减程度降到最低。

    另外，在既有的传统无线设备环境中引入MIMO设备也可以大幅提升传输速率，若配合同样具有MIMO技术的WLI-CB-G108无线网卡使用，将能达到非常好的效果。目前无线路由价格是1500港币，网卡则要880港币，相信国内售价要更高。

    ● Linksys WRT54GX无线路由器

Linksys WRT54GX无线路由器

    Linksys公司是思科公司的子公司，也是为个人用户、SOHO办公环境提供宽带、无线和网络硬件产品的全球领先制造商。Linksys推出的新一代Wireless-G路由器WRT54GX尽管运用了MIMO技术，但却没有直接以MIMO的相关称呼，而是采用了一个新名词SRX技术。

    整个WRT54GX顶部三根天线特别的引人注目，天线不可更换，但可以多种角度旋转扭曲。和WRT54GC搭配使用的是同样支持SRX的Linksys WPC54GX无线笔记本网卡，最高传输速率是108M。WRT54GX的售价目前国外网站普遍在150美金（人民币1300元左右）。

    ● D-Link MIMO无线产品

D-Link MIMO无线产品

    D-Link AirPlus XtremeG 108M MIMO无线产品系列，采用业界非常先进智能多重输入与多重输出的天线技术，可利用多个天线来抑制信道衰落和信号干扰，在现有的频宽条件下成倍的提高通信系统的容量和频谱利用率。不但可完全兼容802.11b 11M无线产品，同时信息吞吐量高达一般802.11b产品的15倍。

    真正意义上实现了108Mbps的无线传输速率，从而充分保证了音频、视频、在线游戏等对带宽需求较高的网络应用得以顺利开展，故在需要较大区域的无线需求如大卖场、机场等，使用MIMO无线方案可得到较完美的解决。MIMO无线网卡包含DWL-G650M PCMCIA和DWL-G520M PCI，MIMO无线路由器为DI-634M（参考价1280元）。

    ● NETGEAR WPN824无线路由器

NETGEAR WPN824无线路由器

    NETGEAR WPN824无线路由器是一款在技术上相对超前的产品，采用了网件公司的“RangeMax”智能MIMO技术，“内置”有七根天线，可以进一步增强现有的802.11a/b/g网络、提升路由器传输效率。

    另外，WPN824还支持Atheros Super G技术，最高连接 带宽可以达到108Mbps，当发现通讯受到物理障碍或讯号干扰的影响时，路由器会快速自动调整通讯方式，从而保证网络连接的稳定可靠。在无线性能方面，NETGEAR WPN824依靠对于Super G技术的支持提供40Mbps的下行平均吞吐量。参考价1500元。

    总结：

    虽然2005年9月英特尔公司成功说服Broadcom、Atheros和Marvell等芯片厂商在IEEE无线局域网（WLAN）工作组之外另起炉灶，共同开发一种具有互操作性的物理和媒体访问控制（MAC）层，并计划在11月呈交给IEEE审批，又让标准推出时期突变。但同802.11g+等非认证标准产品的推出一样，市场需求已让“市场和厂家没有耐心等标准”出台，众多一线网络厂家已开始纷推出802.11n MIMO产品，可见802.11n时代其实已到来。