MU-MIMO 路由器如何处理非 MU-MIMO 设备？

Question

我正在考虑购买新的无线路由器。大约 150-180 美元，我注意到有些型号宣传 MU-MIMO。有人说他们有 2x2 MU-MIMO，其他人说他们有 4x4 MU-MIMO。

我读了一些关于这项技术的信息，我想我在路由器方面得到了它。这种 MU-MIMO 可帮助路由器同时与更多设备通话。然而，一些笔记本电脑也谈到了 MU-MIMO，而我见过的笔记本电脑提到了 2x2 MU-MIMO。

有人可以向我解释 4x4 MU-MIMO 路由器如何与 2x2 MU-MIMO 设备配合使用吗？我只是不明白。MU-MIMO 路由器如何与支持该技术的设备配合使用？他们如何对待非 MU-MIMO 和 MU-MIMO 设备？

_{男孩，这个缩写很有趣。当我听到它时，我一直在想哑剧和小丑。}

Answer 1

我觉得来自“Corporate Geek”的答案在区分基本 MIMO（自 2007 年的 802.11n 以来）和 MU-MIMO 之间已经存在了十年（自 2007 年的 802.11n 以来）和相当新的第二代 802.11ac 设备（营销人员称这些为“Wave 2”设备，即使“Wave 2”在标准中没有正式定义）。

基本MIMO

MIMO 代表“多输入多输出”，指的是每个设备使用多个发射器和接收器无线电（无线电链）来提高无线性能。可以通过以下两种方式之一使用 MIMO 无线电中的额外无线电链：

1. 多个空间流：通过每个无线电链发送/接收不同的数据，以提高数据速率。
2. 波束成形：使用多个无线电链发送/接收相同的数据，定时（定相）调整得恰到好处，这样它们就像一个“相控阵天线”，在右侧集中更多的发射信号强度和接收器天线增益方向增加范围。

对于任何给定的数据包传输，您只能将给定的无线电链用于这两个目的之一。如果您使用给定的无线电链传输其自己的空间流，则无法对来自其他无线电链之一的空间流进行波束成形。但是当需要传输下一个数据包时，Wi-Fi 芯片组可以切换给定的无线电链是用于自己的空间流还是用于波束成形。大多数情况下，在 Wi-Fi 设备中，所有无线电都用于单独的空间流而不是波束成形。

发送设备和接收设备都必须能够处理给定数量的空间流，以便该数量的空间流用于这两个设备之间的传输。因此，如果您有一个 3x3:3 AP（3 个发送无线电链，3 个接收无线电链，能够处理 3 个空间流），但只有一个 2x2:2 客户端，那么当该客户端和该 AP 相互通信时，它们可以最多只能使用 2 个空间流。与 3x3:3 客户端通话时，AP 仍将使用所有 3 个空间流，因此在支持 3x3 的 AP 上仅存在 2x2 客户端并不会迫使每个人都使用 2x2 或类似的东西（Wi - Fi 用户认为较慢/较旧/上一代客户端迫使整个网络使用较慢/较旧/上一代技术，但是'

多输入多输出

MU-MIMO 代表“多用户 MIMO”，这是一种设备（通常是 AP（无线路由器））同时向不同接收设备传输多个数据包的方式。这是通过划分多个空间流来完成的，以便不同的流同时为不同的设备传输数据包。对于能够通过 MU-MIMO 同时传输多个数据包的设备，所有预期的接收设备也必须具备 MU-MIMO 功能。

正如“Corporate Geek”所提到的，MU-MIMO 可以以多种方式划分空间流。例如，如果网络上有 4 个支持 MU-MIMO 的客户端，并且 AP 已经在至少有一个数据包准备好为它们中的每一个传输。

如果您有一个支持 MU-MIMO 的 AP，同时有支持 MU-MIMO 和不支持 MU-MIMO 的设备，则 AP 可以在向支持 MU-MIMO 的设备进行传输时根据需要使用 MU-MIMO，并且当传输到不支持 MU-MIMO 的设备时，将使用普通 MIMO（或“SISO”单流传输，根据需要）。

请注意，要使 MU-MIMO 实际用于给定的传输，您的 AP 及其至少两个客户端必须支持它，并且AP 必须已排队并准备好传输至少两个 MU 的数据包- 同时具有 MIMO 功能的客户端，并且AP 必须确定，鉴于数据包的长度和预期接收者的 MIMO 空间流能力，使用 MU-MIMO 将比发送数据包具有更高的传输时间效率分别背靠背。

根据我的经验，支持 MU-MIMO 的客户端仍然很少见。目前还没有 Apple 产品（Mac、iPhone、iPad、Apple TV、Apple Watch）支持它，据我所知，很少有 Android 手机或 PC 笔记本电脑支持。我什至没有看到太多关于支持 MU-MIMO 的 USB 加密狗用于笔记本电脑售后升级的讨论。因此，此时支持 MU-MIMO 的设备的安装基础对我来说似乎微不足道。

有时会出现一个相关的问题，即“拥有支持 MU-MIMO 的路由器是否会改善我不支持 MU-MIMO 的客户端的性能？”。答案是，如果MU-MIMO 传输事件在您的网络上足够常见，最终节省了通话时间，那么您的不具备 MU-MIMO 功能的客户端可以使用更多通话时间。因此，鉴于目前大多数网络上的 MU-MIMO 传输可能非常罕见（请参阅上面的粗体段落），它可能不会以任何明显的方式使不支持 MU-MIMO 的客户端受益。

Answer 2

MU-MIMO 是一种无线传输技术，有两个目的：

1. 一次处理多个同时连接
2. 提供更快的连接

您有 2x2 MIMO、3x3 MIMO、4x4 MIMO 或实验性 8x8 MIMO 实施（尽管没有采用此技术的路由器）。这些数字指的是可用流和天线的数量：2x2 MIMO 路由器有两个天线用于两个同时的数据流，而 3x3 MIMO 路由器有三个天线用于三个流等等。

Windows 或 Mac 操作系统的笔记本电脑、智能手机、平板电脑等设备也可以支持 MU-MIMO。大多数消费类设备提供 1x1 MIMO、2x2 MIMO 或 3x3 MIMO。这些数字指的是天线的数量以及它们可用于与 WiFi 路由器通信的流的数量。

下图有助于显示 4x4 MIMO 路由器广播的流数量以及它们如何被支持 MU-MIMO 的设备使用。

如您所见，具有 4x4 MIMO 的路由器可以同时与四台 1x1 MIMO 设备、两台 2x2 MIMO、一台 3x3 MIMO 和一台 1x1 MIMO 或一台设备进行 4X4 MIMO 通话。如果您想了解有关这项无线传输技术的更多信息，请阅读本指南：什么是 MU-MIMO WiFi？你的路由器需要它吗？. 与您将在网上找到的许多其他内容不同，它还详细解释了 MU-MIMO 支持如何在连接到网络的设备上工作，而不仅仅是在无线路由器上。

Answer 3

没有 MU-MIMO（称为单用户 MIMO，或 SU-MIMO）的设备将继续以循环方式与路由器通信。这正式称为时分多址(TDMA)。任何 MU-MIMO 设备都可以在相同的时间片上同时进行通信，从而提高总吞吐量。为了说明这一点，让我们以具有五个 802.11ac 客户端设备的家庭网络为例：

• 一个 2x2 SU-MIMO 客户端（设备 A）
• 一个 1x1 SU-MIMO 客户端（设备 B）
• 一个 2x2 MU-MIMO 客户端（设备 C）
• 两个 1x1 MU-MIMO 客户端（设备 D 和 E）

下表说明了当所有设备同时通信时，在不支持 MU-MIMO 的四流 (4x4) 路由器上会发生什么。

            Spatial Streams 
Time Slice | 1 | 2 | 3 | 4 |
     1     | A | A | - | - |
     2     | B | - | - | - |
     3     | C | C | - | - |
     4     | D | - | - | - |
     5     | E | - | - | - |

请注意，为同时通话的五个设备提供服务需要五个时间片，其中一些空间流完全未使用。这意味着浪费带宽，实际可用的理论带宽只有 35%。在拥有数十台设备的大型网络上，这可能是一个严重的问题，尤其是当您考虑到 4x4 MIMO 客户端很少时。

现在让我们看看在理想情况下在四流 MU-MIMO 路由器上会发生什么：

            Spatial Streams 
Time Slice | 1 | 2 | 3 | 4 |
     1     | A | A | - | - |
     2     | B | - | - | - |
     3     | C | C | D | E |

现在只需要三个时间片来处理所有设备。请注意 MU-MIMO 设备现在如何在同一时间片上同时通话。SU-MIMO 设备不能同时通信，并且在路由器循环它们时仍然获得自己的时间片，但现在浪费的带宽要少得多——现在可以利用 58% 的带宽，当所有设备同时进行交流。

上述示例假设所有设备都在同一时间进行通信，并且所有传输的大小相同。只有当网络上的所有设备都支持 MU-MIMO 时，才能实现 MU-MIMO 的全部优势，因为传统的 SU-MIMO 设备无法像 MU-MIMO 设备那样共享时间片。此外，我们忽略了干扰、客户端与路由器的距离或其他环境或技术因素的影响，因此现实世界的性能不会完全如此。

How-To Geek对这项技术有一个更简单的解释，但它不包括与 SU-MIMO 设备的共存。