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MIMO无线高速技术日趋走向普及化


    【IT168 专稿】以双绞线为主体的有线LAN正处在100Mbps的鼎盛时期,虽然千兆的产品在市场上亦正蠢蠢欲动,但和应用广泛的百兆网络相比其只能算是萌芽期。Wi-Fi无线产品从1997年出现以来,其也面临着速度的窘境,11Mbps的802.11b产品虽然让用户体验到了无线的便捷,但速度与主流LAN应用显得格格不入,尽管它已能满足象宽带接入这样的需求。2001年后,54Mbps的802.11g产品开始出现,其在LAN传输速度上有了较大提高,一举成为无线市场的主流,但与主流的百兆有线网相比仍有较大的差距。而随着以Super G和MIMO技术为代表的百兆高速无线技术与产品的出现,让无线速度一举杀入主流之路。

    一、MIMO技术的特点

    从去年开始,一个闪亮的名字开始在无线网络领域频频闪现,这就是“MIMO”。MIMO是什么呢?
MIMO(Multi Input Multi Output)就是多出多入多天线技术,所谓MIMO是指网络资料经过分割后变为无线网络讯号,再通过多重天线进行同步发送,接收端同样使用多重天线来接收,然后利用DSP重新计算的方式,将分开的资料重新组合。由于高速时代的来临,Airgo推出的这种划时代复数天线信号处理技术,告别以往IEEE 802.11g 54Mbps数据传输速度,实现了108Mbps高速传输速度(Airgo True MIMO理论上可达到的最高速度是108/96/72Mbps)。

    1、基本特点

    多天线是MIMO的基本特征。MIMO(多入多出)就是将无线网络信号通过多重天线进行同步收发的技术,MIMO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,以倍增传输率。

多天线是MIMO的基本特征,图为MIMO路由和网卡

    MIMO设备由两组IEEE802.11收发器、发送天线和接收天线各两个(2+2)或三个(3+3)或更多组成、负责运算处理的MIMO OFDM系统组成。信号通过多重切割之后,经过多重天线同步传送。由于无线信号在传送的过程当中为了避免发生干扰,会走不同的反射或穿透路径,因此到达接收端的时间会不一致。为了避免被切割的信号不一致而无法重新组合,接收端会同时具备多重天线接收,然后利用DSP重新计算的方式,根据时间差的因素,将分开的各信号重新组合,并且快速正确地还原出原来信号。

    MIMO技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流,这样就有效地提高了系统的传输速率,即在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率,甚至MIMO还可以利用环境中的反射波来组合讯号。信号经过分割传送,不仅单一流量降低,可拉大传送距离,又扩大了天线接收范围,因此MIMO技术不仅可以提高既有无线网络频谱的传输速度,而且又不用额外占用频谱范围,更重要的是,还能扩大信号接收距离。

外观没天线的网件WPN824,内置了7根“智能”天线,比常见的三根天线还要多

    支持AP和客户端之间传输的速率为108Mbit/s,客户端不支持该技术时(IEEE802.11a/g客户端的情况),传输速率为54Mbit/s。而且MIMO能根据来自障碍物的反射波将讯号扩大泛围到达原本讯号涵盖范围之外的地区,达到有限的设备来构筑大规模的无线的网络环境的理想。当用在无线连接的两端时,它可提供高达50Mbps的数据吞吐率。在具有不同类型802.11g接口的混合网络中,它通过整合多个无线电与新的信号处理能力,可以将3000平方英尺区域内的数据率提高到27Mbps。

    此外,MIMO多天线技术在应用过程中还得到了OFDM技术的有力结合——MIMO技术充分开发空间资源,利用多个天线实现多发多收,在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以成倍地提高信道容量。而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,另外,OFDM将总带宽分割为若干个窄带子载波可以有效地抵抗频率选择性衰落。因此充分利用这两种技术,将二者结合起来便成为了新一代移动通信核心技术的解决方案。

    2、MIMO的前景

    在技术上,MIMO技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破,已成为新一代移动通信系统的一种关键技术。采用MIMO技术,完全兼容于当前的IEEE802.11 a/b/g标准,并且同时扩展了信号范围,在单个20MHz频道中具有更高的数据传输率。MIMO能够确保一个在传输范围内信号的稳固无线连接,还能保证其他高价设备所要求的各种信号范围的服务品质。且利用MIMO技术不仅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。

    但需要澄清的一点是MIMO只是一种信号增强技术,它可以用在802.11b、802.11g产品上,也可以用在Super G等g+产品上,因此MIMO并不完全等同于百兆无线网络技术。

首款采用MIMO技术的三星笔记本NT-X50

    但总体来说,MIMO技术产品的应用前景较光明,目前MIMO技术已得到了全球主要的消费级网络设备厂商的支持,MIMO技术已成为802.11n标准的重要基石,应用前景非常看好。而随着MIMO产品价格的不断走低,相信其会在主流市场上吸引更多消费者的眼光。

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