无线网络最新技术:多重输入多重输出

http://tech.ddvip.com   2006年09月04日    社区交流 收藏本文

本文详细介绍无线网络最新技术:多重输入多重输出

  

  MRC将天线所接收的各频率讯号整合起来,进而增加讯号的功率。若讯号的强度相若,接受器便会选择性地结合其讯号强度,故此即使只使用两个天线,还能把频率功率增加一倍。

  Receive Combining不能跟天线分集(antenna diversity)混为一谈。天线分集不会依据不同的频率中不同讯号的强度或从使用两个天线增强了的讯号强度而选择讯号元件。采用天线分集的接收器只会选择提供最佳效能的天线,而第二个天线则置之不用。虽然比起没有任何天线分集而言,此技术的确有其优点,但依然无法降低多重通道的干扰或提升讯号品质。

  值得注意的是,即使传输器没有采用MIMO技术,依然能享有接收器中MCR功能所带来的好处。在现有的装置中,如热点的存取点、家庭网络闸道、桌上型与笔记型电脑等,其传输器都与这种MIMO技术完全相容。这技术也可以应用在2.4 and 5GHz频谱上,改善所有802.11a与802.11g标准装置的效能。与其它技术不同的是,即使只是在无线连结的一端采用receive combining技术,亦能提升整体效能。

  ■增加传输和接收的效能

  当结合传输波束成形与MRC和使用多重传输与接收的天线时,便能成为一个MIMO系统(见图5)。传输波束成形/MRC可大幅改善系统效能。更重要的是,这样的结合能与所有终端装置完全整合,确保使用这些技术的系统(如无线区域网络)的相互运作性与可靠性。由于使用在802.11的MIMO应用还没有标准化,目前能提供可靠与稳定效能的pre-standard解决方案,只有那些使用传输波束成形/MRC技术的解决方案,如Atheros与其OEM客户目前所提供的VLocity MIMO解决方案。

  

  目前业界已开发出一种独立技术,名为空间多工(spatial multiplexing)(见图6),在传输器与接收器之间传输两个或更多的独立资料流,进而增加资料传输率。这项技术自1987年开发。由于此技术使用并流的多重独立资料流,而传统系统的设计只能接受单一资料流,因此传统系统出现了无法将讯号解码的问题。

  

  要使用空间多工,必须有已知的引导(preamble)或训练序列(training sequence),让接收器可以学习如何分隔重叠的资料流。此外,大多数系统会将接受器的回应整合至传输器,做为选择适当操作模式的参考。这就是为何使用空间多工的WLAN pre-standard解决方案可能无法与预计于2006年初推出的802.11n标准相容。我们在下一段将进一步说明。此外,根据研究指出【MobPipe04】,当这些装置要以与标准相容的非MIMO模式进行沟通时,将无法相互运作。即使没有这些问题,现行采用802.11a/b/11g标准的WLAN系统,其设计是针对非空间多工标准,因此使用空间多工并无法提升效能。

  时空编码(space-time coding)则是在传输器不知情的情况下,运用传输与接收器之间不同路径的技术。若传输器与接收器的设计加以配合,时空编码是个较容易执行的机制。此外,时空编码也是3G行动电话系统所使用的技术。但由于此技术不需要了解讯号路径,因此其资料传输率比传输波束成形/MRC以及空间分工还低。时空编码通常需要多个传输天线,而接收天线则是一个或多个皆可。

  在过去20年来,这些MIMO的衍生技术,不论是个别或整合运用,已大幅改善无线及有线系统的效能。例如行动电话业者便积极推动时空编码,而雷达解决方案与固定无线系统则广泛使用传输波束成形。

  802.11n将为未来WLAN定义MIMO

  随著WLAN在全球广泛运用,消费者与企业越来越依赖此网络的运作,进行重要的商业活动或是处理敏感的个人事务。

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