一起来学802.11物理层测试标准—11ax的多用户传输（2）

接上一篇我们继续来了解11ax在空间层面的多用户传输，MU-MIMO。

关于MIMO，在11n就已经学习过了，一起来学802.11物理层测试标准（11n HT-2），一起来学802.11物理层测试标准（11n HT-3），MIMO是利用发端和收端的多根天线，利用信道多径，形成空间多流（Spatial Streams），在不增加带宽，不增加功率的情况下就增加了频谱的利用率/吞吐量。

11n最多可选支持4个空间流。在40MHz带宽，4个空间流（Spatial Streams）的情况下，可以达到理论600 Mb/s的速率。

11ac开始引入了MU-MIMO，即多用户MIMO，物理层将支持的最大时空流（space-time streams）数量扩展到8个，DL MU传输最多支持4个用户，每个用户最多支持4个时空流，时空流总数不超过8个。

到了11ax，MU-MIMO传输包括了DL MU和UL MU。DL MU-MIMO传输支持的最大用户数扩展至每RU 8个用户，每个用户最多 4 个时空流（space-time streams），所有用户的时空流总数不超过 8 个。并支持DL/UL OFDMA以及UL MU-MIMO。

01、OFDMA和MU-MIMO

802.11多用户传输的两个层面，一个是时频域OFDMA，一个是空间域MU-MIMO。下面的图形象地展示了OFDMA与MU-MIMO实现多用户传输的区别。从OFDMA的角度看，它可以把整个带宽划分成的不同RU，同时下发给各个通信用户。从而提高了效率，减少了每个用户等待的时间，即缩短了延迟。这种场景更加适用于带宽需求不大，数据速率要求不太高的多用户传输。

从MU-MIMO的角度看，它利用的是空间资源，通俗地理解，就像图中所画的多辆车或者还可以画成陆、海、空运联合等形式。在Wi-Fi传输中，实际是利用收发端的多跟天线，以及信道多径形成的多个空中流，来实现共同传输，充分地利用空间域资源。而每一个空间流都可以部分或全部使用整个OFDMA中的RU资源，这种对空间的复用，显然是可以实现更大容量的高速率传输。

具体到11ax，不同用户可以占用PPDU（物理层协议数据单元）中的不同 RU，且PPDU中一个RU内的传输可以是传输给一个用户的单个数据流、空间上多路复用给一个用户的多个数据流（SU-MIMO）或空间上多路复用给多个用户的多个数据流（MU-MIMO）。

在上图中仅给出了OFDMA only和MU-MIMO only的情况。实际上，MU-MIMO是可以与OFDMA混合使用的，那么就变成了下面这张图。这样就可以兼顾低速率用户和高速率用户，以及小数据流和高吞吐量的多用户传输。可以实现更多的用户同时传输。

11ac仅支持全带宽的DL MU-MIMO，但11ax既支持全带宽情况，也支持部分带宽情况，如上所说，MU-MIMO 仅用于PPDU中的某些RU。还支持在一个PPDU中将某些RU的非MU-MIMO分配与不同RU的MU-MIMO分配相结合。但对于在部分带宽下进行MU-MIMO传输的PPDU，11ax要求应在带宽大于或等于106个子载波的RU上进行，在上一篇一起来学802.11物理层测试标准—11ax的多用户传输（1）中我们计算过106-tone RU的实际带宽是8M多，不到10MHz。

如下所示，这两个字段，如果11ax的STA将其分别将设置为true和1，则表示STA支持在跨越整个PPDU带宽的RU内传输使用MU-MIMO，否则则设置为false和0。

dot11HEFullBWULMUMIMOImplemented 字段：Ture/False；Full Bandwidth UL MU-MIMO 子字段设置为 1/0；

在但用户SU-MIMO波束成形技术中，传输信号中的所有时空流都用于在单个STA接收。在DL MU-MIMO波束成形中，时空流的不连续子集用于在不同的STA接收信号。

02、UL MU-MIMO

除了支持DL MU-MIMO，11ax还支持UL MU-MIMO。UL MU-MIMO 允许多个终端STA通过相同频率资源同时向AP的接收机传输。其概念与SU-MIMO非常相似，即通过发射机和接收机上的多根天线，利用空间多路复用技术在同一频率资源上同时传输多个时空流。但与SU-MIMO的主要区别在于，在UL MU-MIMO中，传输流来自多个STA。

在进行UL MU传输之前，AP会发出一个触发帧。以下是UL MU传输与DL MU传输的示例：其中，下行传输包含单独寻址的 BlockAck 帧，用于确认从各 STA（站点）接收到的数据帧。