在WiFi终端如此普及的今天，无论是家用无线路由器，还是企业级无线接入点（AP），都如同“皇帝”般被众多WiFi终端爱戴着（WiFi终端心声：没办法，没有它们上不了网啊！）。但你知道吗？这仅仅是一个表面现象（或者说是个“骗局”）——看似所有的WiFi终端都同时接入了无线网络，其实背后的真实情况是，当前市面中的绝大多数无线路由/AP们“能力都不行”，同一时间只能满足1个WiFi终端的通讯需求，其它的WiFi终端只能排队候着，然后挨个“被满足”。

还好，最近事情出现了转机，无线路由/AP们突然有了“雄起”的资本，可以同一时间满足3、4个WiFi终端的通讯需求了。究竟吃了什么药？今天我们就为大家揭开无线路由/AP坐拥“三妻四妾”的秘密！

MIMO间隙：无线路由/AP有力使不上

回顾推动WiFi全面普及的802.11n时代，“MIMO”一词相信不少朋友都听说过。MIMO，即Multiple Input Multiple Output（多输入多输出）的缩写，MIMO技术可简单理解为将网络资源进行多重切割，然后经过多重天线进行同步传送。其带来的好处是增加单一设备的数据传输速度，同时不用额外占用频谱范围；此外，其还能增加无线讯号接收距离。可以说，从11g时代54Mbps的传输速率，到11n时代的300Mbps，甚至是600Mbps的传输速率，MIMO技术功不可没。

但MIMO（或SU-MIMO，即单用户多输入多输出）也有自己的缺陷——会产生MIMO间隙。简单来说就是目前我们熟悉的无线路由/AP大都有3-4根天线，但WiFi终端通常只有1-2根天线。而采用MIMO技术的无线路由/AP同一时间只能与1个WiFi终端建立连接和通讯，因此WiFi终端很难全部占用所有传输信道，即无法占满无线路由/AP的全部容量，这种差异就被称为MIMO间隙。也就是说，如果想让无线路由/AP“雄起”，就得消除MIMO间隙！

MU-MIMO：让无线路由/AP能力大增

还好，随着802.11ac 2.0（Wave2）标准的出现，MU-MIMO技术被引入其中，很好的解决了MIMO间隙的问题。那么什么是MU-MIMO呢？其实它是“Multi-User Multiple-Input Multiple-Output”的缩写，即多用户多入多出技术。其相比MIMO多出了“多用户”三个字，而正是基于支持多用户的优势，使得无线路由/AP的能力（容量）可以全部被用上，真正实现在同一时间坐拥“三妻四妾”！

　　MIMO（SU-MIMO）和MU-MIMO对比

具体来说，MU-MIMO技术可在同一时间让一个无线路由/AP能够同时将数据发送至多个客户端(当然，WiFi终端必须也要支持MU-MIMO技术)，同时为每一个客户端建立一个独立的“空间流”。或许举个实例更容易理解：目前支持4*4（每一条流的理论传输速率为433Mbps）11ac标准的无线路由/AP的整体理论传输速率可达1.73Gbps，当它与不支持MU-MIMO技术的1*1（1天线）WiFi终端连接和传输时，最高理论传输速率仅为433Mbps，同一时间其余的1.3Gbps的容量都被闲置；而如果无线路由/AP和客户端均支持MU-MIMO技术，那么这台路由器就可在同一时间最多与4个客户端进行连接和传输，这样AP的总容量就被充分的利用了。

推动MU-MIMO发展的原动力

通过刚刚的介绍，或许你会认为MU-MIMO技术的问世，仅仅是为了解决无线路由/AP容量闲置，以及无法同时服务多个WiFi终端的难题。其实并不然，对于MU-MIMO技术，无论是家庭/企业用户，还是终端设备制造商，抑或是运营商，均期盼已久！

需求1：应对WiFi终端激增，及频谱有限带来的挑战。如今我们身边的WiFi终端已越来越多，不少用户更是在外出时至少携带两台WiFi终端。而根据预测，未来几年这一数字还将呈现成倍增长的态势，也就是说未来的WiFi网络将更加拥挤，而如何以有限的频谱来服务这些WiFi终端必将成为一个严峻的挑战。

需求2：应对网络容量需求大幅增加的挑战。随着WiFi速度的不断提升，通过WiFi终端观看视频，进行视频通话、视频会议等应用已经非常常见；同时用户对于视频的需求也在从高清向超清，甚至是4K过渡，而传输这些视频内容就需要高带宽的支持，即提升WiFi带宽。

需求3：应对WiFi终端降低成本和内部空间的挑战。虽然以手机、平板为代表的移动终端希望提升WiFi传输速率，但考虑到成本和内部空间的限制，1天线的传统设计仍是最佳选择，因此提升WiFi传输效率就成为了新的诉求。

需求4：应对运营商WiFi热点激增带来的挑战。有数据显示，未来三年，全球移动数据流量将增长数倍，而移动数据流量的增长，正在推动全球运营商将广域网流量转移至WiFi上，即运营商所建的WiFi公共热点将面临更多接入终端，更大流量的压力。

需求5：应对BYOD带来的设备、流量激增的挑战。自2014年开始，BYOD（自带设备办公）已经成为企业市场的大趋势，而随着员工手中大量WiFi终端接入企业无线网络，原有AP已难以满足需求。

应对重重挑战：MU-MIMO来啦！

可以看到，上述挑战中，大多由WiFi终端引起，而搭配1天线或2天线的WiFi终端，将挖掘出MU-MIMO的最大价值。下面就具体来说说：

　　相比MIMO技术，MU-MIMO技术可为每台终端提高约2.5倍吞吐

1、提升网络容量和频谱利用率。如前文所介绍的，通过MU-MIMO技术可有效提升无线路由/AP的网络总容量，通常会比MIMO时代增加2-3倍。而更为重要的是，其还进一步提升了频谱的利用率，这对于提升闹市区、人口密集区等环境中的WiFi体验非常有益。

2、满足视频等应用的大流量需求。通过MU-MIMO消除MU-MIMO间隙，让网络中数据传输的效率更高，因此可以更好地满足视频、音频和其它大流量应用的需求。

3、让WiFi终端更便宜、更精巧。例如在一个3*3 11ac无线网络环境下，有3个支持SU-MIMO技术的终端和3个支持MU-MIMO技术的终端，而想要实现相同的吞吐量（数据传输），前者需要WiFi终端配备3根天线，后者仅需配备1根天线，这就大幅降低了WiFi终端的空间要求（不用考虑更多天线的布局和功耗），也进一步降低了WiFi终端的成本。

　　借助MI-MIMO技术，传统WiFi终端也能收益

4、传统WiFi终端也能收益。由于MU-MIMO带来的整体效率的提升，使得网络上有更多的空闲时间或容量来服务传统的WiFi终端（仅支持SU-MIMO），也就是说，传统WiFi终端的应用体验也能随之提升。

难题：如何精准定位WiFi终端位置？

刚刚已经介绍到，借助MU-MIMO技术，无线路由/AP在同一时间可与4个WiFi终端进行通信。但在现实中，这4个WiFi终端很难集中在同一位置，而且它们还可能处于移动状态，因此如何在同一时间精准定位到这4个WiFi终端，并实现通信，就成为了MU-MIMO技术面临的新难题。

　　波束成形技术示意图

而想要解决这一难题，就离不开波束成形技术（该技术自802.11n时代就已出现）。简单来说，这是一种从AP向WiFi终端发射MIMO流的能量技术——通过精确的信道估算，在电磁波发射过程中产生相位和幅度差（可以理解为波峰和波谷的叠加），从而让AP可以向WiFi终端所在的方向集中发射信号。这样，WiFi终端不仅能接收到更强的无线信号，还能提升无线传输速率。

然而在802.11n时代，由于缺乏统一的标准，因此出现了多种波束成形的方式，而且这些方式还不属于802.11n的强制认证项目，这就为各芯片供应商、设备厂商间的互操作性验证带来了难题，最终导致在802.11n时代，波束成形技术未能真正普及。

802.11ac时代：标准化的波束成形技术

进入802.11ac时代，波束成形技术终于形成了一个闭环模式。即通过无线路由/AP发送一个特殊的探测信号给周边所有的WiFi终端，然后将估算信道的报告反馈给无线路由/AP，由于该反馈报告是标准化的，因此任何基于波束成形技术的11ac终端均可与其它11ac终端实现互操作。

　　MU-MIMO技术与波束成形技术的融合

有了标准化的波束成形技术，基于MU-MIMO技术的无线路由/AP就能更好地实现同时建立四个定向射频链路。即当无线路由/AP工作时，能准确的向目标终端发射最大的信号强度，同时调小非目标终端方向的信号强度，这与在蜂窝网络中频谱复用技术相似。也正是基于此，MU-MIMO技术才能真正实现向4个WiFi终端同时提供其专属的全带宽信道！

揭秘三妻四妾：究竟是3个好还是4个好？

虽然波束成形技术可以帮助支持MU-MIMO的无线路由/AP实现同时与4个WiFi终端进行通信。但不得不说的是，波束成形的过程尚不完美，在其传输的主方向两侧会出现一些旁瓣（可理解为较小的波束成形）。这些旁瓣的出现在SU-MIMO中并不是什么大问题，但在MU-MIMO中，一旦两个相邻的MU-MIMO流的旁瓣发生重叠，就会形成相互干扰，从而影响整个无线路由/AP的传输效果。

针对此问题，高通公司特别做了分析研究。其分析结果表明：一个支持MU-MIMO无线路由/AP如果同时与4个WiFi终端进行通信，将会增大相互间的干扰，特别是在拥有众多WiFi热点，且信道环境复杂的室内环境下，还会导致无线路由/AP的整体吞吐量下降。

　　MU-MIMO技术更适合三个并发用户

因此高通认为，支持三个并发用户（三个WiFi终端）的4*4 MU-MIMO系统的性能和稳定性最佳；而在一些情况下，第四个用户的加入会降低整个系统的可用容量及无线传输速率。也就是说，虽然理论上支持MU-MIMO的无线路由/AP在同一时间可与4个WiFi终端通信，但实际应用效果来看，还是3个最好！

2015年：MU-MIMO将真正走进我们的生活

随着芯片厂商积极推动MU-MIMO技术的发展，目前基于该技术的网络设备已经开始问世，例如业界第一款基于MU-MIMO技术的企业级AP产品——Ruckus ZoneFlex R710已于今年4月正式问世；而在家用无线路由器领域，基于MU-MIMO技术的产品问世更早，包括华硕、NETGEAR、Linksys等知名品牌都已推出相关的旗舰级无线路由器新品。

　　业界第一款基于MU-MIMO技术的企业级AP产品——Ruckus ZoneFlex R710

当然，想要真正体验到MU-MIMO技术带来的改变，还需要WiFi终端的支持。还好目前小米、中兴、三星、HTC等品牌的手机已支持MU-MIMO技术，而在今年秋季，智能电视、甚至是游戏主机，也有望支持MU-MIMO技术。因此可以预计，2015年MU-MIMO将真正走进我们的生活，我们也将享受到更快速、更稳定、更高效的“新WiFi”！