購買無線路由器時，每個人都會有一個問題。無線路由器的無線信號哪個，兩個或三個天線更好？我的大多數(shù)朋友只會選擇基于無線路由器的無線路由器。天線的數(shù)量和價格用于判斷無線路由器的信號強(qiáng)度。無線路由器是否有更多天線，信號越好？無線路由器一、二、的三個天線之間有什么區(qū)別？我已經(jīng)整理了一些信息與大家共享。

無線路由器一、二、的三個天線之間有什么區(qū)別？

MIMO（多輸入多輸出），即多天線技術(shù)，僅在802.11n協(xié)議之后可用。前802.11a，b和g不可用。換句話說，老一代路由器（在802.11n之前）永遠(yuǎn)不會有一個以上的天線。并且您購買了帶有3個天線的最新路由器，該路由器支持802.11ac（最新協(xié)議）。如果您的設(shè)備是舊產(chǎn)品（例如僅支持802.11a，b，g的iphone3G），那就太可惜了，那么多根天線對您沒有任何意義。如果您堅持要同時發(fā)射多個天線，效果將不會很好。

你為什么這么說？首先，wifi應(yīng)用的環(huán)境是室內(nèi)的。我們也為這種情況建立了常用的802.11系列協(xié)議。那是因為有很多建筑物或障礙物，所以發(fā)射器和之間幾乎沒有直接信號。我們稱這種多徑傳輸。由于它是多徑的，因此傳輸距離可能長也可能短，某些可能會從桌子上反射出來，有些可能會穿過墻壁。因此，這些攜帶相同信息但相位不同的信號會在上收集在一起。我們知道現(xiàn)代通信使用分組交換并傳輸符號。由于上述不同的時間延遲，導(dǎo)致符號間干擾（ISI）。為了避免ISI，通信帶寬必須小于可容忍延遲的倒數(shù)。

對于20MHz帶寬的802.11 a，b，g，最大延遲為50ns，在多徑條件下不帶ISI的傳輸半徑為15m。在IEEE 802.11協(xié)議中，我們可以看到最大范圍是35m。這是因為協(xié)議中有各種方法（例如錯誤重傳）來確保通信。這并不意味著ISI根本無法工作。

換句話說，路由器的傳輸范圍實際上是由協(xié)議決定的。對于802.11a，b，g，增加更多天線毫無意義。假設(shè)這些天線可以同時工作，將使多徑效應(yīng)更糟。

MIMO：

在Wikipedia鏈接（IEEE 802.11)中，我們發(fā)現(xiàn)從802.11n開始，數(shù)據(jù)得到了很大的改善。首先，據(jù)稱802.11n具有40MHz模式在以前的理論中，結(jié)果是他的發(fā)射距離應(yīng)該減少一半，但數(shù)據(jù)卻翻了一番（70m）。為什么？

這主要?dú)w因于多天線技術(shù)。我們剛才討論的各種方法都是為了應(yīng)對惡劣的多路徑環(huán)境，但是多路徑是否有好的一面？實際上，多天線技術(shù)也是基于多路徑的。稱之為空間多樣性。應(yīng)用多個天線有許多技術(shù)手段。這里是兩種類型的簡要介紹：波束成形和時空分組碼（主要介紹Alamouti的碼）。這兩種技術(shù)的優(yōu)點是不需要多個接收天線。特別是甚至不使用信道信息的alamouti碼，僅使用數(shù)學(xué)運(yùn)算就可以通過兩根天線實現(xiàn)3dB的增益。所有的老師都贊不絕口！

不需要多個接收天線的優(yōu)點是，并非所有設(shè)備都可以配備多個天線。為了避免旁瓣輻射并滿足空間采樣定理，通常將發(fā)射信號的一半波長用作物理天線間隔。無論是GSM信號1.8GHz，1.9GHz還是wifi信號2.4GHz，出于計算目的，我們暫時選擇2GHz，半波長為7.5cm。因此，我們看到的路由器上天線之間的距離基本相同。因此，我們很難在手機(jī)上安裝多個天線（更不用說三星的7英寸手機(jī)了，謝謝）。

1Beamforming：

通過使用多個天線生成定向波束，能量集中在要傳輸?shù)姆较蛏希瑥亩�提高了信號質(zhì)量并減少了對其他用戶的干擾。我們可以通過一種簡單而通用的方式來理解天線的方向性：假設(shè)全向天線的功率為1，則只有180度范圍的定向天線的功率可以達(dá)到2。因此，從理論上講，我們可以提高功率使用4個90度天線將其放大4倍。波束成形的另一種模式是通過信道估計來判斷的方位角，然后直接在該點進(jìn)行發(fā)射以增加發(fā)射功率。 （類似于聚焦手電筒，范圍越小，光線越亮）。但是，我仍然不知道該模型在哪種協(xié)議中應(yīng)用。

2個空時分組碼STBC（空時分組碼）

在多個天線的不同時間發(fā)送不同的信息，以提高數(shù)據(jù)可靠性。 Alamouti碼是最簡單的時空分組碼。為了發(fā)送兩個代碼d1d2，d1，-d2 *和d2，d1 *分別在兩個天線1、2上發(fā)送。由于多徑，我們假設(shè)兩個天線的信道分別為h1和h2，因此接收機(jī)在第一時刻接收到的信息為r1 = d1h1 + d2h2，之后接收到的信息為r2 = -d2 * h1 + d1 * h2。只要將接收到的二維方陣乘以通道，就可以得到d1和d2的信息...呃，似乎沒有明確的解釋。沒有辦法指出我不在附近，并且四處搜尋并沒有找到合適的材料。簡而言之，Alamouti找到一組正交碼率作為2×2矩陣。這樣，可以在不互相影響的情況下發(fā)送兩個天線。它可以由一根天線接收，并且可以在數(shù)學(xué)運(yùn)算后獲得發(fā)送的信息。

在概念上可以更好地理解其他MIMO。例如，兩個發(fā)送天線t1和t2分別發(fā)送到兩個接收天線r1和r2，這相當(dāng)于兩組同時工作，并且速度提高了2倍。然而，在實際實現(xiàn)中，一方面在硬件上需要多個接收天線，另一方面在信道估計等通信算法上卻是非常復(fù)雜且費(fèi)時的硬件計算。

以上兩種方法實際上是MISO。我想從另一個方面證明擁有更多天線并不意味著它們可以一起工作。 100年前，人們知道天線越多越好，但是天才的Alamouti代碼僅在1998年提出。多天線技術(shù)的802.11n協(xié)議僅在2009年應(yīng)用。

20年前，人們使用OFDM技術(shù)來應(yīng)對由于城市或室內(nèi)之間的障礙物過多而引起的多徑衰落。現(xiàn)在，我們已經(jīng)開始使用多路徑來提高通信質(zhì)量。這是一項飛躍性的技術(shù)發(fā)展，而不是簡單地“理所當(dāng)然”。由于課堂上的筆記不在身邊，我總是感到有些不確定性。關(guān)于“假設(shè)三天線路由器以802.11 a，b，g SISO模式運(yùn)行，是否可以否認(rèn)3根天線具有更大的增益？”和“兩個橋接模式路由器之間的設(shè)備是否同時從兩個路由器下載？如何同步數(shù)據(jù)？”我也想知道。畢竟，從書本知識到實際應(yīng)用還有很長的路要走，因此，如果有任何錯誤，請糾正我。

摘要：

天線數(shù)量越多，無線路由器的信號越好。但是，良好的信號并不意味著無線路由器的天線數(shù)量越多，其無線信號傳輸能力就將成倍增加，并且穿透力也越好。實際上，多天線無線路由器的信號僅比單天線無線路由器的信號強(qiáng)約10％至15％。簡單的性能是，單天線無線路由器穿過墻壁后，其信號保持為一個網(wǎng)格，而多天線無線路由器的無線信號則在單個網(wǎng)格和兩個網(wǎng)格之間徘徊。通常，不敏感的人幾乎不會感覺到他們之間的差異。除非使用WIFI信號測試軟件，否則可以直觀地看到無線信號的差異，并且雙天線與四天線無線路由器相比，無線信號強(qiáng)度幾乎相同。根據(jù)實驗測試結(jié)果，我們總結(jié)了我們的觀點。無線路由器天線的數(shù)量對于增強(qiáng)信號不是很有幫助。制造商只是利用營銷手段，利用每個人的心理影響來提高產(chǎn)品價格。

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