【原】MIMO与MU-MIMO真的不一样？

MIMO(多输入多输出)是无网中通过多个传输和接收天线，倍增无线链路容量利用多径传播的技术。在包括Wi-Fi、3G(HSPA+)、WiMAX、LTE和5G(NR)的网络中MIMO已成为其标准组成部分；而以基站为中心的无线网络MU-MIMO则是采用多用户MIMO模式。它们之间各自特点分别如下：

一、什么是MIMO？顾名思义就是指多输入多输出，这也称为SU-MIMO。在发送端和接收端采用多个天线，从而在两个终端之间形成多隧道的天线系统。根据发射和接收天线数量可分为SISO、SISM、MISO和MIMO四种。通常使用更多天线进行发射和接收时传输速度最多可提高50%，优点如下：

• MIMO在不占用额外频率资源情况下可提高单个设备的数据传输速率；

• MIMO具有极高频率利用效率，它在充分利用当前频率的基础上提高了可靠性和效率，但代价是增加了发送端和接收端的处理复杂度。

• 极大促进WiFi传输速率提升,从54Mbit/s到300Mbit/s~600Mbit/s（802.11n）。

二、什么是MU-MIMO？它是指多用户多输入多输出，允许信号AP 同时与多个设备通信。与SU-MIMO不同，它只能使多个天线与一台设备通信。MU-MIMO是随WiFi 5引入时仅支持4*4 DL MU-MIMO。目前WiFi 6采用8*8 DL MU-MIMO并引入UL MI-MIMO。MU-MIMO主要应用于用户分布密集、多用户并发、流量大、终端位置相对固定的场景，包括商务办公、会议中心、电子教育等，MU-MIMO优点如下：

• 提高网络吞吐量和频谱利用率：MU-MIMO可以提高无线网络的吞吐量。使用MU-MIMO时，无线网络吞吐量比使用SU-MIO时高2-3倍。

• 满足大流量需求：它允许多个终端同时传输数据，提高了无线网络中数据传输的效率，减少了终端在时序上的等待时间。因此，可以更好地满足视频或音频等应用中大流量、低延迟的要求。

• 惠及传统WiFi终端：由于MU-MIMO带来的传输效率的整体提升，无线网络有更多空闲时间或容量来服务传统Wi-Fi终端(仅支持SU-MIMO)。也就是说传统Wi-Fi终端的应用体验也可以得到提升。

三、MIMO与MU-MIMO最大区别是MU-MIMO可同时与多个用户通信，而MIMO只能与一个用户通信。如图1所示:   

SU-MIMO一般从中心向外发送类似环形信号，根据距离依次与设备进行通信。接入设备过多时部分设备必须等待，此时就会出现卡顿。

图1.MIMO与MU-MIMO信号发送示意图

MU-MIMO其信号在时域、频域、空间域三个维度上被分成多个部分，就像同时发送多个不同的信号一样。因此MU-MIMO路由器可同时与多个设备一起工作。特别是由于多个信号不会相互干扰，因此资源得到最大化。

四、下行和上行MU-MIMO

4.1 DL MU-MIMO是指下行MU-MIMO；在WiFi5引入的MU-MIMO中仅下行支持4*4，WiFi6中增加到8*8。在发送端通过采用波束赋形方法可以分离不同用户的数据流，简化接收端操作。从而实现网络资源利用的最优化。这样不仅加强了信号引导，还减少了干扰，有助于为终端带来更好的上网体验，而无需争抢带宽也不会因高清视频/游戏延迟而崩溃，用户可享受真正的高速WiFi体验。

4.2 UL MU-MIMO即上行MU-MIMO这是自WiFi6中新引入的，不同用户可以使用相同的时频进行上行传输。从接收端来看数据流量可以看作是来自一个终端多个天线形成可视化MIMO系统，即UL MU0MIO。

随着MU-MIMO和WiFi覆盖发展，越来越多无线设备支持MU-MIIMO。其中V-SOL无线路由器HG5000-5G4AX还采用了带有MU-MIMO的WiFi 6。此外，MU-MIIMO技术还被引入到5G(NR)等通信技术中。图2.MU-MIMO技术应用前后终端数据发送示意图