手机mimo技术是wifi信号更好吗（2.0:你家路由器需要换了）

【PConline 杂谈】WiFi是我们现在接触最多的无线连接技术，实际上我们认识的WiFi是一个标准与广泛的概念。可能很多朋友都听过802.11ac，其是有一个演进的过程，从a/g/n/ac/ad等等，此外如5GHz频段、MIMO也会有所接触。这里要说的是，虽然现在我们大部分手机和路由器都支持11ac，不过基本都是缺少了MU-MIMO技术，因此11ac的效能还不能完全释放。

高通在2015年台北电脑展期间宣布了MU-MIMO Wave 2的技术（可以理解为2.0），它与Wave 1的最大差别在于其提高了1对多的能力，从以往的三串流提升到四串流，此外其带宽相比较以往提高了一倍，达到了160MHz，同时支持4x4的传输。

MU-MIMO是什么？

MU-MIMO是“Multi-User Multiple-Input Multiple-Output”的缩写，即多用户多入多出技术。从名字来看，其与自11n时代出现的MIMO（多入多出技术）有着关联，多出MU多用户这个关键性词语，表示其从以往的SU-MIMO（Single-User Multiple-Input Multiple-Output）单用户多入多出发展，令11ac标准的产品传输效率提高。

再详细说说，MU-MIMO(多用户MIMO)的基本理念便是一个11ac接入点能够同时将数据发送至四个客户端(客户端必须要也支持MU-MIMO)，同时为每一个客户端建立一个独立的“空间流”。这意味着一个WiFi接入点能够同时向四个1x1天线的设备传送数据。对比只有SU-MIMO的产品，虽然其也能把信号分为三个空间流，不过它并没有能同时通过三个空间流与三台设备进行数据传输，每次只能够与一个客户端对话，三个客户端需要"排队"。

我们为什么需要MU-MIMO？

这里有一个数据，预计2020年美国的每一家平均会有20个联网的装置，这个联网的装置不只是PC，还有手机、电视、平板、可穿戴等等，我们可以称为未来物联网的发展。庞大的设备数量促使我们要把无线WiFi变得更有效率，显然SU-MIMO是比较低效率的。此外预计今年利用WiFi进行互联网连接的设备也会达到50亿，这个数字是十分恐怖的。

不知道大家会否遇到一个情况，在公共场合里面的WiFi热点，虽然我们拼命地连接上，不过实际我们并不能流畅地上网，其会出现高延时、速率低的状况，这都大大降低网络体验。出现这样的状况，原因便是WiFi热点的设备只是SU-MIMO，只能逐个与设备进行数据交换，当与热点连接的设备数量增多的时候，排队的人龙变会十分长，这就意味着你的延时会增大，出现上网不畅顺的感觉。暂时这个情况会在公共场所出现比较多，在家庭里面并没有那么明显严重，不过随着家庭个人设备的增多，始终这一问题也终将会影响我们WiFi上网。

目前我们使用的大部分路由器都是11g或者11n的设备，即使是11ac也还是不支持MU-MIMO，同时基本全是1x1的单天线设备，因此如果加入MU-MIMO技术，这样设备就能在保持单天线低功耗的状态下提升设备的传输效能，数据多流同时传输令效率提升。

MU-MIMO Wave 2提升了哪些方面？

从2014年4月开始，高通已经推出相关MU-MIMO的解决方案，这次11ac Wave2的技术有两个新的芯片，分别是QCA9984，还有QCA9994。前者主要是支持路由器和家庭网关，后者是针对企业AP的部分。这两者都能提供更先进的MU-MIMO功能，它包括显性和隐性的波束成型，支持4×4的四个串流，最高达1.7Gbps速率。

这里我们所说的串流可以理解高速公路，而20\40\80\160 MHz是带宽，也就是高速公路的宽度。其最高支持4串流的80MHz宽度，此外也能灵活变为支持2串流的160MHz宽度。因为我们在频谱上，很难找到一个连续的160MHz的信道，所以我们可以通过聚合两个不连续的80MHz信道来提升传输效率。信道宽度越高，便是其单位可吞吐的数据量也越多，传输速度会得到提高。每个信道带宽可以是20、40、80MHz，Wave 2.0把单信道带宽更是提高到160MHz，其中160MHz的带宽可以是连续的160MHz或者80 80MHz的组合。

四串流MU-MIMO具体是怎样分发数据的？

我们现在使用的智能手机，大部分都是1x1单串流MU-MIMO设备，其能够支持最高160MHz的串流，当然向下也支持80、40、20MHz。通过下图我们可以看到，QCA9984和QCA9994都是四串流的MU-MIMO。图中左显示出现了2x2双串流的平板，可以实现2x2双串流平板 1x1单串流手机 1x1单串流手机的组合，路由器能同时向平板和两部手机传输数据。

组合是多变的，同样可以是2x2双串流平板 2x2双串流平板的组合，路由器能同时向这两平板传输数据，随后再对1x1单串流手机 1x1单串流手机的组合传输。对比SU-MIMO模式，由于每次只能与一个设备通信，需要等待时间，同时会共享带宽。

可能会有人疑问，MU-MIMO暂时能做到1对4，也就是4串流能力，那么是否第5或者以上的设备就不能用MU-MIMO？它的解决办法还是会回到结合SU-MIMO，也就是把第5个设备与已有的设备进行分组，组与组之间或者组内可以按照需求合理利用MU-MIMO或者SU-MIMO。

蝴蝶MU-MIMO智能解决覆盖问题

蝴蝶MU-MIMO的概念是用来解决路由器与设备之间的远近问题，如果你有一个比较近的客户端，它是1×1串流的设备，可用2×2的天线160MHz来传输，实现速度最大化。

不过如果客户端比较远，比如在房间的角落，我们就要考虑到覆盖率和传输范围，来保证它能够收到信号。这个时候我们就是需要采用4×4天线80MHz来传输。灵活解决覆盖与传输之间的矛盾。

MU-MIMO效率更高

通过下图我们看到，左边是支持MU-MIMO技术的路由器，设备是1×1的11ac，支持MU-MIMO；右边博通SU技术，设备是2×2的11ac，不支持MU-MIMO。

如果只比较设备，左图设备终端明显要比右边的设备终端的WiFi规格要低，不过实际上左边的测试结果是更佳的，原因在于左边有MU-MIMO技术，能在同一时间点实现1对多的传输，而纵使后者是2x2的天线配置，不过由于是SU-MIMO，在设备数量多的情况下，效率降低。左边的总吞吐量要比右边大约高22%左右。

实际上现在大部分移动终端，尤其是手机，它们都更喜欢1x1的单串流的MU-MIMO配置，天线更少便能有效降低功耗，同时MU-MIMO也能有效提高效率，其性能表现更加优秀。

家里路由器需要换了？

从笔者角度来看，MU-MIMO技术实际比11ac-11ad的演进更具吸引力和实用性，现阶段11ac的传输速度我们还没有能完全发掘，而MU-MIMO是有效提高用户体验的重要技术。可以预见未来有更多WiFi无线连接的设备会实现互通互联，MU-MIMO会比SU-MIMO有重大的进步，而且搭载这个技术的产品也已经是逐步上市。

现阶段MU-MIMO路由器比较昂贵

当然高通MU-MIMO是从去年开始有相关芯片出来，厂商跟进需要时间。现在市面上路由器AP端的产品还是比较匮乏，出现的基本是千元以上的旗舰级产品，不过预计随着技术的成熟和芯片成本下降，我们将会在今年下半年开始陆续见到更多平民化的MU-MIMO路由器产品上市，普及预计还需要一段时间。

前面已经提到，MU-MIMO的技术需要路由器AP端和设备终端都支持才能发挥作用，而现阶段搭载高通骁龙芯片801、805、808、810等芯片的手机终端均已经能支持MU-MIMO，逐步整合进中低端芯片系列里面，因此大部分用户只是缺乏一台路由器设备。

高通的MU-MIMO已经是一个完整的生态系统，包括AP、路由器、网关、PC、手机、媒体播放等，它们都已经支持MU-MIMO。相关厂商也已经有产品出来，如宏碁的PC、LINKSYS、NEC、BUFFALO的路由器、中兴手机、以及D-LINK、三星等。

如果你有众多WiFi无线设备，即使用着11ac的路由器仍然感觉到网络不畅，并不能获得良好的网络体验，那么MU-MIMO在向你招手。纵使现阶段一般家庭对MU-MIMO的路由器需求并没有很多（公共场合WiFi热点和企业AP更需要MU-MIMO），不过这必然是WiFi无线连接的发展趋势。