无线路由器一、二、三根天线有什么区别?

首先,大家也应该注意到了,老一代无线路由器的天线肯定不会超过一根,这里的"老一代"指的是802.11n协议以前的802.11a/b/g路由,
老的54M产品就只有一根天线。这样的话,802.11n显然成了一条分水岭,也是从那时开始天线不再只有孤零零的一根(1t1r的150M是个例外),
那到底是怎么一回事?这里我们就要提到一项11n协议之后才得到具体应用的多天线技术,也是无线通信领域一项非常重要的技术MIMO(Multiple- Input
Multiple-Output,多入多出)
  

  先来看个例子,有人说,为什么我买了一个最新款的3天线支持802.11ac协议的无线路由器,结果信号强度、覆盖范围甚至连速度都没上去呢?天线不
够?告诉你,300根也没用,检查一下你用的接受终端支不支持AC协议吧。比如你用的iPhone
3,这手机可只支持11a/b/g连11n都谈不上,那么即便是你给这货拆了加几根天线也没用。怎么解决?加装AC网卡或者换终端,总之别再跟天线上较 劲。

  为什么这样说?首先,Wi-Fi应用的环境是室内,我们常用的802.11系列协议也是针对这种条件来建立的。由于发射端到接收端之间存在各种各样的
障碍物,收发时几乎不存在直射信号的可能。那怎么办?我们管这个办法叫做多径传输,也叫多径效应。多径,从字面上也很好理解,就是把增加传输途径。
  

  那么问题来了,既然是多径,传输的路程就有长有短,有的可能是从桌子反射过来的,有的可能是穿墙的,这些携带相同信息但是拥有不同相位的信号辗转最终
一起汇集到接收端上。现代通信用的是存储转发的分组交换,也叫包交换,传输的是码(Symbol)。由于障碍产生不同的传输时延,就造成了码间干扰
ISI(InterSymbolInterference)。为了避免ISI,通信的带宽就必须小于可容忍时延的倒数。
  

  对于802.11a/b/g
20MHz的带宽,最大时延为50ns,多径条件下无ISI的传输半径为15m。在IEEE802.11协议中我们可以看到,这个值最大范围是35m,这
是协议中还有误码重传等各种手段保证通信,并不是说有一点ISI就完全不能工作。这样的话你会发现,对于802.11a/b/g协议,即使加装再多的天线
也没有任何意义。假设这些天线可以同时工作,反而会使多径效应更加恶劣。

  后面的大家看不进去也没有关系,总之,无线路由器的发射范围是这个IEEE802.11协议决定的,而非单纯的看天线。
  小结

  说了这么多,单天线路由、双天线路由、三线四线甚至更多究竟有没有区别?有,但对于实际使用过程中的影响并不大,这包括信号覆盖、信号强度,天线多速
度快就更是无稽之谈了。抛开已经很少见的单天线,剩下的"多天线"都只是实现MIMO技术的"介质"或者说是"工具",区别在于使用的架构不同而已:常见
的双天线产品主要用1T2R或2T2R,三天线产品则用到的是2T3R或3T3R。

  理论上,增加天线数量会减少信号覆盖盲点,但我们通过大量的评测证实,这种差异在普通家庭环境中完全可以忽略不计。而且,就像内置天线不输外置一样,
三天线覆盖不如双天线的情况也绝非个例,说到底产品质量也是一个重要因素。至于信号强度和"穿墙"则取决于发射功率,这个东西工信部作过规定,不得高于
20dBm(即100mW),"天线越多信号越强"也就不攻自破了。最后的结论就是,只要路由采用了有效的MIMO技术,无须在意天线数量。
  

  

  MIMO技术

  搜各种百科资料IEEE802.11词条,我们可以读到,从802.11n开始,数据传输速率或者说承载的数据量有了很大的提升。首
先,802.11n有了40MHz模式,然而按照之前的理论,它的发射范围应该因此降低一半才对,但事实上数据反而提升了一倍(70m),这又是怎么一回 事?

  

  这就要得益于MIMO技术了,刚才我们讨论的种种手段都是为了对抗恶劣的多径环境,但是多径有没有好的一面呢?事实上,MIMO也是基于多径的,我们
称之为空间多样性。多天线的应用有很多种技术手段,这里简单介绍两种:波束成型(Beamforming)和时空分组码(主要介绍
Alamouti‘scode)。这两种技术的优点是不需要多个接收天线。尤其是Alamouti码,连信道信息都不用,只用数学运算就可以利用两根天线
实现3dB的增益,很赞对吧。

  而不需要多个接收天线的优点在于并不是所有设备都能装上多天线。为了避免旁瓣辐射(天线方向图上,最大辐射波束叫做主瓣,主瓣旁边的小波束叫做旁
瓣),满足空间上的采样定理,一般以发送信号之一半波长作为实体的天线间距。无论是GSM信号1.8GHz,1.9GHz还是Wi-Fi信号的
2.4GHz,我们暂取2GHz便于计算,半波长为7.5cm。所以,我们看到的路由器上天线的距离大多如此,也正是因此,我们很难在手机上安装多个天 线。

  波束成型(Beamforming):借由多根天线产生一个具有指向性的波束,将能量集中在想要传输的方向,增加信号传输品质,并减少与其他用户间的
干扰。我们可以简单笼统地这样理解天线的指向性:假设全指向性天线功率为1,范围只有180度的指向性天线功率可以达到2。于是我们可以用4根90度的天
线在理论上提高4倍的功率。波束成型的另外一种模式是通过信道估算接收端的方位,然后有指向性的针对该点发射,提高发射功率(类似于聚光的手电筒,范围越
小,光越亮)。智能天线技术的前身就是波束成型。
  

  空时分组码(Space-Time Block
Code,即STBC):在多天线上的不同时刻发送不同信息来提高数据可靠性。Alamouti码是空时分组码里最简单的一种。为了传输d1d2两个码,
在两根天线1,2上分别发送d1,-d2*和d2,d1*。由于多径,我们假设两根天线的信道分别为h1h2,于是第一时刻接收端收到的信息
r1=d1h1+d2h2,之后接收的信息r2=-d2*h1+d1*h2。接收到的这个2维方阵只要乘以信道,就可得到d1d2的信息了。看不懂没关
系,总之呢就是Alamouti找到一组正交的码率为22矩阵,用这种方式在两根天线上发射可以互不影响;可以用一根天线接收,经过数学运算以后得到发射
信息的方法。
  

  其他的MIMO呢,在概念上可能比较好理解,比如2个发射天线t1t2分别对两个接收天线r1r2发射,那么相当于两拨人同时干活,速度提升2倍等
等。但是实际实现起来一方面在硬件上需要多个接收天线,另一方面需要信道估计等通信算法,那都是非常复杂,并且耗时耗硬件的计算了。

  讲上面两种技术实际上是MISO(Multiple-Input
Single-Output)的方法,也是想从另外一个方面证明,天线多了不代表他们能一起干活。100年前人们就知道天线越多越好越大越好了,但是天才
的Alamouti码1998年才被提出来多天线技术的802.11n协议2009年才开始应用。
  

  20年前,人们用OFDM(Orthogonal Frequency Division
Multiplexing,即正交频分复用,多载波调制的一种技术)对抗由于城市间或室内障碍太多造成的多径衰落,而如今我们已经开始利用多径来提高通信
质量。这是技术上突飞猛进的发展,而不是简单的"想当然"就可以实现的。
  写在最后
  MIMO本身就是一个时变的、不平稳的多入多出系统。关于MIMO的研究,是一个世界性课题,留下的疑问还有很多,同样的问题学术上甚至也会出现不同的说法。不过,对于一般消费者大可不必深究,认清了开头第一页我们讲的"误区",知道路由天线是个"工具",普通家庭双天线足以,选购时看清产品规格,不要被商家误导。

时间: 05-29

无线路由器一、二、三根天线有什么区别?的相关文章

实用科普帖!无线路由器1/2/3根天线有啥区别?

“天线越多覆盖越广,天线越多信号越强,总之天线越多的无线路由器就越好.” ——觉得很“常识”的朋友可以继续往下看正文了,觉得这种话题弱爆了.小编是那个什么的估计也不会点进来.还是那句话,我们的干货帖大多数是为了扫盲,欢迎各位大神补充.指正…… 首先,大家也应该注意到了,老一代无线路由器的天线肯定不会超过一根.这里的“老一代”指的是802.11n协议以前的802.11a/b/g路由,老的54M产品就只有一根天线. 这样的话,802.11n显然成了一条分水岭,也是从那时开始天线不再只有孤零零的一根(

实验设计与排错之二RIPI、II的区别

一.动态路由 动态路由协议有灵活等很多优点,但是缺点也有,比如占用了额外的带宽,CPU负荷高. 管理距离(Administrative Distances):0到255之间的1个数,它表示一条路由选择信息源的可信性值.该值越小,可信性级别越高.0为最信任,255为最不信任.即没有从这条线路将没有任何流量通过. 假如1台路由器收到远端的2条路由更新,路由器将检查管理距离,管理距离值低的将被选为新路线存放于路由表中:若它们拥有相同的管理距离,将比较它们的度(Metric).度低的将作为新线路:若它们

C++学习基础二——指针与引用的区别

一.指针: (1)如果对指针进行解引用操作 赋值,改变的是指针所指向对象的值:(2)如果不对指针进行解引用操作 赋值,则改变的是指针本身的值:(3)const指针本身的值不能修改,但是const指针所指向对象的值能不能修改取决于其所指向对象是否为const类型. 例如: 代码片段1: string s1("some value"); string *sp1 = &s1;//此时s1的值为“some value”,指针sp1指向s1 string s2("another

FastDFS文件系统(二) fastdfs和其他文件系统区别

一.概述 普通存储方案:Rsync.DAS(IDE/SATA/SAS/SCSI等块).NAS(NFS.CIFS.SAMBA等文件系统).SAN(FibreChannel, iSCSI, FoE存储网络块),Openfiler.FreeNas(ZFS快照复制)由于生产环境中往往由于对存储数据量很大,而SAN存储价格又比较昂贵,因此大多会选择分布式 存储来解决一下问题: 海量数据存储问题 数据高可用问题(冗余备份)问题 较高的读写性能和负载均衡问题 支持多平台多语言问题 高并发问题 主要对别指标 c

C语言数组篇(五)多级指针和二维数组指针的区别

多级指针 以二级指针为例 二级指针的由来是 指针数组 的指针形式. int *p[10] 读取的顺序是 p[10] --> 10个空间的数组 * p[10] --> 这10个空间的数组里面存放的数据都是 指针型的数据 int *p[10] --> 数组里面每个指针指向的空间存放的是int型的数据 int *p[10] --> int **p; p: 指针数组的数组名,也是数组的首地址. *p 数组里面存放的指针 **p 数组里面存放的指针 指向的空间 的内容 二维数组指针: 二维数

二、break,continue区别

break:作用于switch,和循环语句,用于跳出,或者称为结束 break语句单独存在,下面不要定义其他语句,因为执行不到,编译会失败,当循环套时,break会跳出当前所在循环,要跳出外部循环,只需要给循环起名字即可,这个名字称为标号. continue:只作用于循环结构,继续循环用的 作用:结束本次循环,继续下次循环,该语句单独存在时,下面不可以定义语句,执行不到.

十二:objectForKey与valueForKey区别简单分析

从 NSDictionary 取值的时候有两个方法,objectForKey: 和 valueForKey:,这两个方法具体有什么不同呢? 以实例说明: 1 NSDictionary *dict = [NSDictionary dictionaryWithObject:@"theValue"forKey:@"theKey"]; 2 NSString *value1 = [dict objectForKey:@"theKey"]; 3 NSStri

sass/scss 和 less的区别

转自:孤舟蓑翁 的博客http://www.cnblogs.com/wangpenghui522/p/5467560.html 高级程度排名: SASS (变量+混入+继承+函数+条件判断+嵌套+for+if+工具库Compass) >  SCSS (变量+混入+继承+函数+条件判断) > LESS (嵌套+变量+混入) > CSS (纯静态) 一. Sass/Scss.Less是什么? Sass (Syntactically Awesome Stylesheets)是一种动态样式语言,

在线程池使用Callable和Runnable的区别

一.区别总结: Callable定义的方法是call,而Runnable定义的方法是run. Callable的call方法可以有返回值,而Runnable的run方法不能有返回值,这是核心区别. Callable的call方法可抛出异常,而Runnable的run方法不能抛出异常. 二.返回值的区别 他们的核心区别是Callable可以返回Feature的对象,这个对象可以了解线程的运行情况,设置可以关闭线程! 三.Runnable代码事例 package com.qunar.synchro;