802.11n标准中的规范及意义

标签：N×N MIMO

802.11n当中吓人的专有名词包括像多进多出(MIMO)、空间流和空间复用这些会迅速让网络经理大脑麻木的神秘术语。在真实的802.11n无线网络环境的语境中，这些规范的真正含义是什么呢?

MIMO和空间流

一般而言(并且从过于简化的意义讲)，MIMO和空间流的数字共同用来表示给定距离上的吞吐量潜力。总的来说，接收天线的数量越多，可以保持一定数据传输速度的传输距离就越长。

当然，同大多数无线技术一样，你在使用802.11n时体验到的实际吞吐量和距离取决于你的环境。比如楼层平面布局是开放的，还是隔开的;建筑和窗户的建筑材料是什么;参与传输的客户端设备的配置等。因此，请在这种背景下，综合考虑出现在厂商数据表中的MIMO和空间流的数字。

实际上，MIMO只是这个等式的一部分。它指的是在传播信道(“传播信道”是一个用于表示信号在空中所走的无线路径的奇特单词)中参与交换无线信号的发射和接收天线的数量。例如，2×2MIMO表示发射端两根天线，接收端两根天线，是802.11n标准草案的最低要求。2×3MIMO则表示两根发射天线和三根接收天线，如此类推。

空间复用是强制性组件

空间复用是802.11n标准的强制性组件，而MIMO则是实现空间复用所必须的。因此，两者是携手合作的关系。

那么，什么是空间复用呢?它实际上是一种技术，在使用这种技术时，多根天线独立地并行发送由单独编码的信号组成的不同的流(所谓的空间流)。实际上，重用无线媒介或“复用”信号，是为了在给定信道中传送更多的数据。在接收端，每根天线都看到信号流的不同组合。为了准确地对它们进行解码，接收设备必须分离这些信号(即“解复用”)。

注意，可无线复用的空间流的数量取决于发射天线的数量。因此，虽然与2×2MIMO相比，2×3MIMO多了一根接收天线，但在两种配置中都只能支持两条空间流。那么，为什么接收端要配置三根天线呢?

N×N有何不同

结论是，多出的接收天线增加了你可以享受到的给定吞吐量的传输距离。或者说，它增加了给定距离上的吞吐量。不过，还是让我们从头谈起。

空间复用涉及多根天线同时独立地无线发送由独立编码的信号组成的不同的流。通过在无线路径上复用信号，更多的数据通过无线路径传输。

简单地说，N根发射天线向N根接收天线发送数据，每根接收天线检测一个唯一的流，结果是吞吐量增加了N-1倍。“N×N”数字分别代表参与基于MIMO的和空间复用传输的发射(Tx)天线的数量和接收(Rx)天线的数量。

到目前为止，市场上出现了使用2×2MIMO支持两个空间流的系统，以及使用2×3MIMO支持两个空间流。发射端和接收端上不同的N对传输有何影响呢?

WLAN芯片制造商Atheros公司架构主管PaulPetrus解释说：“当你有更多的接收天线时，你得到了所谓的‘组合增益’。

换句话说，你收到了相同信号的更多的副本，以及……更大的信噪比，而这增加了信号强度。”

一份Atheros白皮书中记录的模拟和真实性能测试显示，当在20MHz信道的上行链路方向中从2×2系统迁移到2×3系统上时，平均性能提高大约20%。这份白皮书还显示，当在40MHz(两个20MHz绑定的信道，这是11n标准所允许的)信道上传输时，2×3配置比2×2配置平均上行链路吞吐量的增加比例，在30到40英尺距离上多达40%，而在60到100英尺距离上也有20%的提高。