當(dāng)今社會是一個萬物互聯(lián)的時代,而手機(jī)則是作為我們和外界溝通的橋梁,不僅可以幫助我們在日常生活中增添不少休閑娛樂項(xiàng)目,還可以讓我們可以足不出戶也能看遍世界,更有甚者有不少人對手機(jī)的依賴程度甚至可以將其視為身體不可或缺的一部分。
手機(jī)固然重要,但是我們都清楚手機(jī)自身是無法上網(wǎng)的,如果說手機(jī)比做一間房間,要想房間燈火通明帶來溫暖,就必須要有水電支持,無時無刻都在和手機(jī)進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)其實(shí)就是跟水和電,手機(jī)能夠暢快上網(wǎng)的,離不開這些幕后功臣。
在早期流量費(fèi)漫天要價的時代,也并不是所有人都能真的實(shí)現(xiàn)手機(jī)的“流量自由”,直到WiFi技術(shù)的廣泛應(yīng)用才算妥善解決了因巨額流量費(fèi)讓大家無法暢快上網(wǎng)的難題。提起WiFi就不得不提起它的“黃金搭檔”——路由器。
無線路由器是一款令人又愛又恨的電子產(chǎn)品,我們一方面在享受它給我們帶來WiFi上網(wǎng)的同時另一方面又常常會被網(wǎng)速受限、信號不好等原因受一大堆氣。不禁讓人發(fā)文有沒有什么辦法能讓網(wǎng)速更快呢?其實(shí)最簡單的辦法自然是多來幾根天線,多幾根虛擬的網(wǎng)線一起收發(fā)數(shù)據(jù)就能解決問題,這樣不僅可以讓網(wǎng)速倍增甚至還可以讓信號能多穿兩堵墻,這就是大名鼎鼎的MIMO技術(shù),也叫做:多輸入多輸出(Multi Input Multi Output),這個多輸入多輸出就是針對這個無線信道來說的。
無線路由器如此,在那高高的鐵塔上,4G基站和你的手機(jī)也在做著同樣的事情。正是由于和4G緊密結(jié)合的MIMO技術(shù),讓我們能體驗(yàn)飛一樣的上網(wǎng)速度,同時像移動聯(lián)通電信這樣的運(yùn)營商的成本也大幅降低,在激烈的競爭下紛紛推出不限量套餐,我們終于能夠得以擺脫對流量和WiFi的依賴,無時無刻都可以暢快地看視頻了。
MIMO的分類
首先,我們前面提到的MIMO,均指的是在下載方向上大幅提升網(wǎng)速。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)階段,我們對下載的需求更為強(qiáng)勁。想想看,你可能動輒下載幾十個G的視頻,而上傳卻大多是幾個M的照片而已。
既然MIMO叫做多輸入多輸出,必然涉及到多天線創(chuàng)造的多條傳輸路徑。俗話說,一個巴掌拍不響,不但基站要支持多天線發(fā)射,手機(jī)也要用多天線接收來迎合。
我們不妨從簡到難逐步分析,以最為常見的最大兩天線為例,如下圖基站和手機(jī)天線個數(shù)不同的幾種情況。在忽略天線外觀的細(xì)節(jié)后,實(shí)際上基站的天線很大很直觀,手機(jī)的天線很小隱藏在內(nèi)部,雖然能力不同,但它們在通信中的地位是一樣的。
上圖所示根據(jù)基站和手機(jī)的天線數(shù)的不同,可分為SISO,SIMO,MISO和MIMO四種類型。它們的英文含義如下:
① SISO:單輸入單輸出 ( Single Input Single Output )
② SIMO:單輸入多輸出 ( Single Input Multiple Output )
③ MISO:多輸入單輸出 ( Multiple Input Single Output )
④ MIMO:多輸入多輸出 ( Multiple Input Multiple Output )
讓我們從最基礎(chǔ)的SISO開始。
基站和手機(jī)各一根天線,我發(fā)你收。這時我們可以把基站和手機(jī)想象我們兩個人(“我”是基站,“你”是手機(jī)),中間的傳輸路徑想象成連通雙方的唯一的公路。所以我們二人之間的“通信”指的就是我在公路的這頭用一個嘴巴說話,你在公路的另一頭用一只耳朵傾聽;這樣的通信系統(tǒng)無疑是十分簡單,但是同時也是非常脆弱的,比如臺風(fēng)暴雨等自然氣候的變化,公路的堵車等等外界因素都會直接影響并作用在“我”說話的音量上,造成“你”聽不清我的聲音,斷斷續(xù)續(xù)或者直接聽不見,形成我們之間的通信不暢或者失聯(lián)。
那么我們就需要想辦法避免通信不暢或者失聯(lián)的情況,一種辦法就是:SIMO:增強(qiáng)手機(jī)的接收能力。
既然改變不了無線傳輸環(huán)境,那就改變自己吧,于是你為自己增加了一幅天線。這就相當(dāng)于你一個耳朵聽不清的時候,可以用另一個耳朵一起傾聽,這樣一來,從我發(fā)出的消息就有兩條路能到達(dá)你這邊了!只是這兩條路都來自我的同一跟天線,只能發(fā)送相同的數(shù)據(jù)。
這樣一來,第一條路上發(fā)送的數(shù)據(jù),丟一些也沒關(guān)系,手機(jī)只要能從任意一條路徑上收到一份就夠了,雖然最大容量還是一條路沒有變,成功收到數(shù)據(jù)的概率卻提高了一倍。這種方式也叫做接收分集。
那么,MISO又是怎么回事呢?
其實(shí)也很容易理解:就是你還是保持用一個耳朵聽,但是我的“嘴巴”增加到了兩個。如此一來,我們之間溝通的道路也就變成了兩條,而且我還能可以同時說兩份不同的信息數(shù)據(jù)。
從我的角度來看貌似確實(shí)可行,但實(shí)際上你只有一耳朵在聽,兩條路徑最終還是要合成一路。所以我還是只能發(fā)相同的東西,這樣一來,每條路上發(fā)送的數(shù)據(jù),丟一些也沒關(guān)系,只要不是兩條路上的東西都丟了,通信就能正常進(jìn)行。
雖然最大容量還是一條路沒有變,通信的成功率卻提高了一倍。這種方式也叫做發(fā)射分集。
最后我們一起看一下身為重頭戲的MIMO到底是怎么回事。
如上圖所示為2*2MIMO,即基站和手機(jī)之間2*2=4條傳輸路徑了,似乎復(fù)雜了不少,可以肯定的是,因?yàn)榛竞褪謾C(jī)都有兩根天線,硬件上具備同時收發(fā)兩路數(shù)據(jù)的條件了。這種利用多天線,復(fù)用空間中不同的傳輸路徑并行發(fā)送多份不同數(shù)據(jù)來提升容量的方法就叫空分復(fù)用。
那么它的最大容量跟一條路徑相比能提升多少呢?從前面對SIMO和MISO的分析來看,最大容量似乎取決于收發(fā)雙方的天線個數(shù)。
木桶原理告訴我們:一只水桶能裝多少水取決于它最短的那塊木板。這就也是判斷MIMO最大容量的最簡單辦法:比較基站和手機(jī)的天線數(shù),最大容量總是受制于天線數(shù)少的一方。
4x4 MIMO可以同時發(fā)送和接收4路數(shù)據(jù),其最大容量可以達(dá)到SISO系統(tǒng)的4倍,而4x2 MIMO因?yàn)榻邮仗炀€只有兩根,只能同時接收2路數(shù)據(jù),其最大容量只能達(dá)到SISO系統(tǒng)的2倍,效果立竿見影。因此市面上也會經(jīng)常碰到一些商家自稱其產(chǎn)品可以支持4*4MIMO的口號,以此吸引廣大消費(fèi)者的眼球,以博取銷量??蓪?shí)際上大多數(shù)是采用兩臺設(shè)備分別使用2*2MIMO拼接而成,并非真正的4*4MIMO測試,無法始終保持二者之間最大傳輸容量,因?yàn)闀艿?/span>傳輸路徑的限制,也不可能測試出4*4MIMO的最大吞吐量。而且其2*2 MIMO系統(tǒng)甚至還有可能退化成SIMO、MISO等系統(tǒng),也就意味著從空分復(fù)用退化成了發(fā)射分集或者接收分集,基站的期望也從追求高速率退化到了保證接收成功率了。
中承科技WTE系列無線綜合測試儀,是專門面向無線通信解決方案(比如智能家居、智能手機(jī)、無線網(wǎng)卡、WTS無線耳機(jī)及其他無線產(chǎn)品)的理想測試解決方案;其中WTE200無線綜合測試儀擁有四路真實(shí)且獨(dú)立的射頻硬件,支持真實(shí) 4*4 MIMO的輻射功率,靈敏度,分集增益和天線最大吞吐量等測試,是目前市面上絕無僅有的4*4MIMO測試儀表。
主要特點(diǎn)
1.支持MU-MIMO OTA測試;
2.超高吞吐量協(xié)議的信令測試;
3.支持Wi-Fi6/6e產(chǎn)品的射頻測試;
4.支持 WLAN (802.11 a,b,g,n,ac,ax) SISO/MIMO的輻射功率,靈敏度,分集增益和多天線吞吐量等測試;
核心優(yōu)勢
是可用于在產(chǎn)線研發(fā)過程中排查問題的多功能測試儀
1.四層協(xié)議分析:通過對四層協(xié)議(RF/PHY/MAC/Transport)數(shù)據(jù)測試可視化、各層測試數(shù)據(jù)實(shí)時聯(lián)動,可以幫客戶快速準(zhǔn)確定位產(chǎn)品問題。
2.真實(shí)4*4MIMO測試:擁有四路真實(shí)且獨(dú)立的射頻硬件,支持 4*4 MIMO的輻射功率,靈敏度,分集增益和天線最大吞吐量等測試;
3.具有超大功率測量動態(tài)范圍:無需額外配置放大器即可精確檢測功率低至-80 dBm的微弱無線信號更加適合Wi-Fi OTA測試;
4.超高性價比:測試結(jié)果數(shù)據(jù)可以直接與行業(yè)巨頭企業(yè)同類競品對標(biāo)對齊(小于1dBm),測試性能優(yōu)越且價格遠(yuǎn)低競品定價,為客戶節(jié)約研發(fā)及生產(chǎn)成本。