波束赋形使无线连接更加可靠

作者：Marvell，Wi-Fi事业部Sameer Bidichandani

随着互联领域前沿技术的兴起，世界各地的人们都在期盼享受更好的无线互联体验。今天，用户不仅希望能够在家中享受无缝的Wi-Fi技术，还希望在车内、办公室和飞机上方便地使用这项技术。半导体企业已经成功地推出大量解决方案来满足人们对汽车级无线技术、无线网状网络（亦称多跳网络）和高质量企业级Wi-Fi解决方案的需求。然而，人们希望能有一项技术增强这些连接技术的可靠性。
 
目前，业界正在制定一系列标准，例如802.11ac和60 GHz-802.11ad，以应对这些需求。其中，在提高连接性能及创建稳定的Wi-Fi信号方面最为高效的一项技术是波束赋形技术（Tx-BF）。该技术在DSP微处理器中实现，以提升接入点或其它无线设备的信号覆盖范围和数据传输速率。在单数据流系统中，该技术的工作原理为：从每根天线发出的信号可以在接收端天线进行组合。特别是，可以调整传输信号的相位以控制波束的指向。
 
波束赋形技术专用于IEEE 802.11n和即将推出的11ac标准。该技术利用了MIMO系统中的多个发射天线的优势。对MIMO系统中的各个数据流的高效把控带来了总体增益。这可以通过在发射端和接收端之间的信道评估来实现。因此，这被认为是已知信道的一种发射分集方法。波束赋形技术提升数据速率，同时降低重试次数，这些因素提高了系统容量和频谱利用率。举例来说，从四发射天线的系统波束赋形至单接收天线系统，增益高达12dB，覆盖范围提高了两倍。在家居环境和企业环境的OTA测试中中，波束赋形技术带来了高达12dB的明显改善；基于相同的带宽，高清视频流应用的覆盖范围提高了大约两倍；基于更大的覆盖范围，在小区边缘实行高阶调制方案成为可能，从而提升了系统的整体容量。
 
总体来看，波束赋形技术将Wi-Fi信号覆盖范围提升了两倍。通过应用波束赋形技术，不仅无线连接覆盖范围和数据速率得到大幅提高，而且无线系统的可靠性也得到提升。随着更多的无线应用得到开发和更多用户期待室外无线互联体验，波束赋形技术带来的可靠性将会变得至关重要。