802.11ac第二代采用波束成 际 MU-MUMO天线更智慧

采用波束成型技术　MU-MUMO天线更智慧

波束成型是802.11ac第二代的主要技术。波束成型是 一种信号处理技术，让导引信号(或接收信号)更加妥善。这项概念并不难懂，小孩也能理解，甚至在池塘丢几颗石子，稍加思索便也能明白。丢入第一颗石子制造 波浪，波浪会以圆形向外扩散，但丢入第二颗石子时，有些波浪会聚合，密度会立即提高，有些波浪会互相干扰并相互抵消。

波束成型的概念可应用于无线通讯和不同的领域，例如雷达、地震学、电波天文学，甚至是生物医学。将波束成型应用于MU-MIMO AP，可使AP将其信号优先引导至特定接收器，如此可提高讯噪比，并加快连线的速度(图1)。

图1　SU-MIMO与MU-MIMO信号广播方式比较

在 当今常见的802.11n AP中，可使用多重空间串流的能力被视为技术创新。然而，虽然这些功能可提升传输速率，却只能同一时间服务一位使用者，再将各个串流导向至终端装置。基本 上，当802.11n AP上有一个串流正在使用时，其他串流便处于休眠状态。同样道理，这就有如在跑道上等待飞机降落，然后才能起飞。

若使用具备波束成型技术的MU-MIMO，串流干扰并不是大问题，因此AP最多能够将四个空间串流同时传送至四个不同的装置。实际上，具备四支天线的装置只 能同时与三部装置进行通讯。为确保良好的效能，所需的天线数量应比用户端总数多出一支。亦即四支天线用于三部终端装置，以此类推。其运作方式是AP群聚所 有装置并为装置各配置一个专属串流，随时确保各用户端的带宽。为保持串流分隔，AP将使用波束成型技术将各个传输引导至正确的接收器。

为了让上述概念正常运作，AP必须具备智慧，以确保不同串流上的用户端装置之间有足够的间隔距离，以避免其相互干扰(如上述将石头丢入池塘的例子)。仅透过 此技术，即可扩增三倍AP的传输能力(图2)。802.11ac AP若采用MU-MIMO(并非所有AP皆采用此技术)可获得其他优点，包括更宽广的频道。802.11ac 2.0将以80MHz及160MHz提供两个新的频道。当然，使用更宽广的频道将可提升速度。

图2　MU-MIMO能提升较SU-MIMO约三倍的联网效能。

MU-MIMO革新Wi-Fi效能　联网生活增添无限想象

现在，许多消费者认为带宽无法满足其无线装置的需求。对于网际网络服务业者而言，使用者最常抱怨网际网络服务过于缓慢。根据英国通讯产业独立监管与竞争管理机构Ofcom的研究显示，对英国网际网络服务业者的抱怨中，有五分之一是宽频网络速度过慢的情形。

目前典型的联网家庭拥有约七部具备Wi-Fi上网功能的装置。根据加拿大经济合作暨发展组织的估计，至2020年为止，拥有两个小孩的家庭无线装置数量将大幅上升至五十部。

虽然联网家庭只是未来"联网生活"时代的一部分，但消费者将在家中、工作、外出及城市中、旅行、购物时，乃至于任何前往地点都在进行无线联网。联网工作将包 括我们已熟悉的事物，例如行动电子邮件、携带自有装置以及企业行动应用程序，同时亦将涵盖库存的位置追踪、人员定位器以及行动专案协同合作工具。

Frost & Sullivan进一步预测至2025年时，联网生活的崛起将使全球出现三十七亿支智能型手机、七亿台平板电脑、五亿两千万个穿戴式健康相关装置，以及四 亿一千万个智能型设备。然而，即将以机器对机器(M2M)通讯为主的物联网革命将改变这一切。想想看，有多少事情可在无人为介入的情况下完成。家中的感测 器可侦测到无人在家，然后自动调降恒温控制器的温度。车辆最终也将能够与智能型停车计费表进行通讯，透过车辆的电讯服务供应商支付停车费(例如美国的 OnStar)。在用电尖峰时段，智慧电表可自动关闭耗电量高的设备，例如洗碗机与洗衣机。Wi-Fi已是快速成长的M2M市场的关键要素，而有如此多的 装置竞相使用带宽，需要更具智能、传输速率更高的网络。

考虑家中或办公室Wi-Fi网络的未来需求时，应记住这最后一项考虑 因素装置须具备802.11ac与MU-MIMO以达到其真正的潜力。寻找基础架构装置时，具备MU-MIMO的802.11ac将迅速成为企业AP、家 用路由器与闸道器的标准。但是，用户端装置需要花较长的时间才能跟上此趋势，因此部分串流可能仍会专属于SU-MIMO用户端。即使如此，MU-MIMO 亦将有利于传统的SU-MIMO用户端。由于可为MU-MIMO用户端提供二至三倍的效能，因此网络上将有更多的可用时间与可用容量提供给SU-MIMO 装置使用。 评估新的智能型手机、新的平板电脑，甚至是汽车的联网能力时，若能优先选择MU-MIMO装置，将能推动MU-MIMO芯片组的采用；另一方面，若消费者 可将MU-MIMO列为采购行动装置时的优先选择，而非其他项目如最新的相机技术，将可促进此技术的采用曲线。