这篇文章有很多图片。我们将直观地讨论室内天线的选择如何影响MIMO和它更先进的表亲与11ac，即Tx BF和MU MIMO的操作。
如果你还记得《天线》在《聚焦》的文章中，我们谈了很多关于自由度的问题。我将向您展示定向天线和导向定向天线的使用如何对上述特性的操作产生直接的负面影响，当操作的流超过一个焦点在MU-MIMO时。
第一:英吉利海峡
再次重申。通道是AP和客户机之间发生的所有事情。所有的墙壁，天花板，地板和房间里所有的障碍物
第二:自由度
正如在之前的博客中讨论的，空间的自由度是由通道中反射路径的数量和功率级别决定的。弱路径对自由度没有贡献。
一个频道中良好支持的流的数量必须与自由度相等或小于自由度
使用定向天线，控制或固定，减少了反射路径的数量，这直接影响到自由度和支持的流的数量。
虽然方向性天线似乎可以增加对单个客户端的信号强度，但随着多流手机的出现和多流平板电脑和pc的持续扩散，产品的天线选择可以显著影响交付性能。
MU-MIMO进一步复杂化了这一点，因为传输的目标可以在三个完全不同的方向上。为了使MIMO能够正常工作，所有的天线元件必须能够“看到”所有的客户端。天线子系统与芯片组协同工作，必须能够在给定的客户端达到某个特定流的峰值，并将同时发送的其他流NULL化。这些空值不能在AP上创建。AP必须使用通道来创建这些空值，这些空值在客户端天线上直接重合。
为了在一个特定的地方实现这种归零，所有的天线元件必须发送，调整幅度和相位的副本，所有的流。如果你有多个光束朝多个方向移动，这就完全被破坏了。
3:分析和图片
的空间
为了达到这个博客的目的，我们将定义一个20m x 20m x 7m的空间
我们将AP放置在距离房间中心5米的右边，5米的下方，我们将在距离房间中心线5米的线上观察客户
我们将客户放在一条线上，以简化数据的表示。这里的方法是完全一般化的。
我们将观察每次反弹时1、5、10和25分贝损失的电场特性。然后我们将重点关注干墙结构，墙上的反射通常是6分贝以下。这意味着在3次反弹后，能量减少了18分贝。
的天线
情形1:4个泛光灯，以1 / 2的波长为间隔
案例2:4个方向元素在一条90度波束宽度的线
所有的方向都指向同一个方向，这样才能得到最好的结果。
反射的影响
MIMO和相关特性的理想情况是一个反射丰富的环境，使信道的自由度最大化。
每幅图显示了约2.1m的横截面，在5.5 GHz波长下约为40波长
这是在每次反弹时不同损耗的场看起来的样子，AP天线元件在一条线上，每一个之间有半波长。
从图中可以看出，随着反弹损失的增加，磁场的变化减小。这使得MIMO、Tx BF和MU MIMO在多流操作中工作更加困难。
每个AP天线在壁面弹跳时损失1db
每个AP天线在壁面反弹时损失5db
每个AP天线在壁面弹跳时损失10db
每根AP天线在壁面弹跳时损失25db
反射和定向天线的影响
MIMO和相关特性的理想情况是一个反射丰富的环境，使信道的自由度最大化。
每幅图显示了约2.1m的横截面，在5.5 GHz波长下约为40波长
这是当每次反弹的不同损耗和AP天线元件在一条线之间的半波长和一个90度垂直和水平波束宽度的天线模式时的场看起来像:
天线单元图用于方向模拟。3db /师。
每个AP定向天线在壁面弹跳时损失为1db的场
每个AP定向天线在壁面上的反射损耗为5 dB
每个AP定向天线在壁面反弹时损失为10db
每个AP定向天线的电磁场在壁面反弹时损失为25 dB
从上面我们可以看到，定向天线大大降低了振幅和频率的波纹，为每个案例的模拟。因此，正如定向天线的使用所预期的那样，表观降低将对MIMO、Tx BF和MU MIMO的支持产生负面影响
房间与干式墙的直接比较
案例1:正方形中的4个泛光灯
现在我们来看一个特殊的例子。标准石膏板反射约6分贝。
现在我们将更详细地研究干墙空间。
首先，AP上的泛光灯排列成一个正方形，每边的波长约为1 / 2。这是客户所在区域的地块。
这里是经过MIMO处理后的流1在同一位置的场图。蓝点表示3个单流客户端的位置。请注意，MU-MIMO处理在客户端2和3下留下了空值，并且绘图被归一化为1，其中客户端1所在。性能良好的系统峰值振幅相对均匀
下面是每个流的模式
模式中有明显的差异，这反过来显示了流在数学上的良好分离。这表明在对MU - MIMO的三个流进行正确译码时，有更高的概率。
有趣的是，最优结果实际上是将峰值增益从客户端位置移开，在这种情况下是直接向上的。这是有意义的，因为系统必须取消不需要的流，所以它降低了对客户端的峰值，并加强反射，使振幅相似。
案例1:一行有4个方向
现在让我们用相同的反射条件来处理定向情况
与前面一样，以下是在MIMO处理之前来自AP的字段。除了天线的变化，其他都保持不变。
以下是经过MU MIMO处理后的流1的字段。
这实际上表明MU处理在收敛时遇到了困难。客户1和之前一样，位于-10波长位置，其振幅应归一化为1。数学试图达到那个点，但因为它不能，这表明数学的失败收敛。
这里是一些模式。
不同于4个泛指的安排，这三种模式都非常相似。这意味着解码3个流的能力将变得更加困难，任何错误都将被放大。MU MIMO处理将很难支持多个流/客户端
简介:
如前所述，天线元件的选择可以显著影响MIMO、Tx BF和MU MIMO的运行。当支持多个流时，即使使用相对宽的方向元素，也会对这些高级功能的运行产生有害影响。
简而言之，定向天线，无论是固定的还是导向的，都不应用于期望MU - MIMO运行的系统。
@ej_wireless
埃里克·约翰逊(Eric Johnson)是惠普企业公司Aruba的产品管理总监。
