新协议新设计：让软件定义无线网络成为可能

在特定时刻所使用的特定应用程序中，我们能使用的无线频谱是有限的。而且，我们所能使用的传输功率也是有限的（受限于法规及无线规模、成本及功耗等实际条件）。因此，无线设计人员和无线系统架构师开发了许多更加聪明的技术，在不违反本地法规或物理原理的前提下提升无缝网络的性能——而且通常提升幅度很大。

这其中最重要的技术是MIMO（多输入/多输出）——或许也是自19世纪末和20世纪初无线技术面世以来最大的一个进步。这里的输入和输出是无线频道。其核心概念是将我们要发送的数据编码成多个版本，然后同时通过多个无线通道发送和传输出去。这些传输就称为空间串流。这项技术的成功实际上取决于多路技术，而它在以前却一直是一个问题，因为它经常会导致无线信号发生毁灭性衰减。

但是，使用的路径越多，MIMO系统的表现就越好。这似乎有点不可理解。确实。以前有很多人认为MIMO是不可用的，因为它似乎违反了香农定律，它定义了可通过任意通道传输的信息数量。但是，MIMO实际上是一种三维技术，其中包括无线信号的频率、时间及空间维度。在三维空间去计算香农公式，其结果是正确的。最终结果是：MIMO的光谱效率很大程度取决于现代无线系统的吞吐量，而且未来还有继续提升的空间。

让无线系统飞起来

无论无线的效率有多高，我们都有理由去使用各种复杂的无线协议和网络协议，而它们通常都包含在标准中。这些协议包括许多无线LAN及其他无线系统的IEEE标准、各种蜂窝系统标准及其他无线实现。当然，这些协议在设计时都考虑了提高互操作性和降低成本，特别是通过减少通信流量来提升性能。它们还通过对操作系统及应用软件隐藏低层实现来提高可靠性，因此最终能够降低成本。例如，IEEE 802.11标准的设计目标是让无线通信变得像有线LAN通信一样——一个考虑了无线技术本身所有内在差异性的伟大壮举。

一旦我们到到网络层（第3层）以上，各种上层网络技术还能够提供进一步的优化。这里最重要的是系统供应商用于优化流量流的架构与实现决策。这些技术封装了许多智能，如应用感知性、在线时间公平性、无线资源管理（优化传输功率、使用无线频道等）及许多其他让最终用户体验到更高性能无线网络的改进。因此，虽然用户觉得一个无线网络性能高于另一个网络，但是它们的无线传输却没有太多的差异。相反，这些改进可能源于无线价值链中其他环节的优化。

现在，无线网络中有一些元件已经由软件实现，甚至有一些已经被移到云上。与等同代技术已经非常多地参与同代的无线系统，同样承诺会继续提高性能和降低价格。更快、更好、更便宜——是不是早就听过这些说法啊？它们已经真实地发生在无线领域中。