| 出版日期：2004-09-13 总期号：1347 本年期号：68 |
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MIMO推动Wi-Fi
杨阿昭 802.11a或802.11g虽然具有专有的高速模式，但不可能成为主流。 MIMO技术将可能成为速率可达100Mbps的802.11n的基础，从而帮助Wi-Fi挑战以太网。 很多无线网管员都知道Wi-Fi硬件所要求的速度与实际的吞吐量相关，即使不存在无线电干扰或者网络可以将全部容量都给予某一个用户，802.11b的传输速度也不会超过11M的二分之一。虽然802.11a和802.11g传输速率有所增加，但当用户远离接入点时，数据速率将会迅速下降。 Wi-Fi要想挑战以太网，就必须对速度和范围两个方面的性能进行改善。IEEE的成员厂商已经开始致力于这项工作，即开发802.11n，它的目标是将其实际的最大TCP/IP吞吐量提高到100Mbit/s或更高。不过，基于802.11n产品的出现仍然还有三年之遥，详细的工作分配在9月中正在进行。据IEEE的计划，802.11n的第一个草案标准将于明年出台，而完整的规范将于2006年到2007年面世。 目前，许多厂商热衷于802.11a或802.11g的NIC和AP，它们具有专有的高速模式，虽然其数据速率可以达到原来的两倍，但不可能成为主流。值得注意的是MIMO技术（Multiple-In Multiple-Out）可能会成为802.11n的基础。由于MIMO主要基于灵敏天线而不是无线芯片，因此即使在链接的一端使用，它的性能也会得到提高。基于MIMO的AP不能使Wi-Fi用户的速度增加一倍，但它可以扩展覆盖范围，并且速率可达54M。 更宽频谱提高速率 当线缆连接的网络达到最大容量时，网络管理员有几个相对容易的选择：增加更多的连接或者用更快的网络来替代。不过这两种方法都不能用于Wi-Fi，因为所有的无线技术都需要使用相同的传输媒介。无线电频谱不能升级，因此只有两种方法可利用无线发送更多的数据，即使用更宽的频谱或更高效地使用。 最简单的方法是使用更宽的频谱，这种方法是Atheros的Super G和Super A技术所采用的。将两个Wi-Fi结合在一起，它们就都可以在指定范围内达到标准Wi-Fi数据速率的两倍。不过，给予每个链接两倍的频谱，将使网络链接或共享波道的网络端的数量减半。 Atheros的竞争对手认为，占据两个信道将会影响频段，并减少邻近Wi-Fi网络的带宽。而且，它还使网状网络难以建立，因为网络中的每个AP都需要自己的信道。一个设备根本不可能使用两个明确的信道，特别是802.11g使用的是狭窄拥挤的2.4GHz波段。不过，IEEE为802.11n考虑到了信道合并，希望当802.11n产品推出时额外的信道将是可用的，这不仅因为所有的Wi-Fi组件都能够使用更宽的5GHz波段，而且各国政府也计划为未得到许可的网络释放更宽的频段。 改进频率提高吞吐量 提高吞吐量的另一种方法是改进现有频率的使用，这是Broadcom的Afterburner和Conexant的PRISM Nitro XM所采用的方法。它们是两种相似但不相容的技术，可以使Wi-Fi链接的速率增加一倍，并且不会串入另外一个信道。 不过，一个AP是不够的，Atheros、Broadcom和Conexant都需要在链接的两端实施。因而通常需要购买新的NIC，因为Intel的Centrino和笔记本电脑内置的其他Wi-Fi无线设备很少超越标准。802.11协议具有一个非常致命的缺陷，即克服噪声和确保最小误差修正需要额外的补偿。这就意味着如同信道合并一样，它最大的优点仅仅体现在无干扰的环境中。 MIMO有效利用频谱 MIMO是一种更有效地利用频谱的方法。它使几个不同天线在同一信道内进行协调，每个天线传送不同的信号。为了得到最佳性能，在链接的另一端需要相同数目的天线。每个接收器接收来自每个发送器的信号，允许路径多样性，每次传输都可通过不同的路线进行传输。当一条路径发生干扰时，替代的路径就可以作为备份使用。 原理上对于可使用的天线数量并没有限制，但是性能改善会随着附加天线的增多而降低。惟一生产MIMO芯片的公司Airgo认为，3个天线就可以达到最佳的性能比，不过一些802.11n提案认为10个天线是最佳的。Airgo在其AP和CardBus NIC的参考设计中使用了3个天线，但是只有2个用于笔记本电脑内置的PCI卡。许多笔记本电脑已经包含了2个天线，同时允许2.4GHz和5GHz波段的链接。Airgo的MIMO需要在链接的两端实施，这样才能使Wi-Fi的数据速率增加一倍。不过，当普通的Wi-Fi客户使用时，它的多个天线可以改善发送和接收，扩展覆盖范围，并且能达到54M的速率。这一点引起了许多AP厂商的兴趣，一些厂商开始致力于开发自己的MIMO系统，而不再使用Airgo的技术。 第一个达到目标的是Airespace，它已经对外宣布了一个可以增加额外天线的AP以及为Atheros设计的固件。虽然Airgo认为，这不是真正的MIMO，因为它们没有使用多客户端的天线以得到更高的数据速率，但在多数网络中，有助于Wi-Fi客户的灵敏天线将比基于所有权的扩展技术更为有效。 |
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