老一代無線路由器的天線肯定不會超過一根，這裏的“老一代”指的是802.11n協議以前的802.11a/b/g路由，老的54M產品就隻有一根天線。這樣的話，802.11n顯然成了一條分水嶺，也是從那時開始天線不再隻有孤零零的一根（1t1r的150M是個例外），那到底是怎麼一回事？這裏我們就要提到一項11n協議之後才得到具體應用的多天線技術
，也是無線通信領域一項非常重要的技術——MIMO（Multiple-Input Multiple-Output
，多入多出）。


先來看個例子
，有人說

，為什麼我買了一個最新款的3天線支持802.11ac協議的無線路由器，結果信號強度、覆蓋範圍甚至連速度都沒上去呢？天線不夠？告訴你
，300根也沒用，檢查一下你用的接受終端支不支持AC協議吧。比如你用的iPhone 3
，這手機可隻支持11a/b/g連11n都談不上
，那麼即便是你給這貨拆了加幾根天線也沒用。怎麼解決？加裝AC網卡或者換終端
，總之別再跟天線上較勁。
為什麼這樣說？首先，Wi-Fi應用的環境是室內，我們常用的802.11xiliexieyiyeshizhenduizhezhongtiaojianlaijianlide。youyufasheduandaojieshouduanzhijiancunzaigezhonggeyangdezhangaiwu，shoufashijihubucunzaizhishexinhaodekeneng。nazenmeban
？womenguanzhegebanfajiaozuoduojingchuanshu，yejiaoduojingxiaoying。duojing，congzimianshangyehenhaolijie

，jiushibazengjiachuanshutujing。


那na麼me問wen題ti來lai了le，既ji然ran是shi多duo徑jing
，傳chuan輸shu的de路lu程cheng就jiu有you長chang有you短duan
，有you的de可ke能neng是shi從cong桌zhuo子zi反fan射she過guo來lai的de
，有you的de可ke能neng是shi穿chuan牆qiang的de

，這zhe些xie攜xie帶dai相xiang同tong信xin息xi但dan是shi擁yong有you不bu同tong相xiang位wei的de信xin號hao輾zhan轉zhuan最zui終zhong一yi起qi彙hui集ji到dao接jie收shou端duan上shang。現xian代dai通tong信xin用yong的de是shi存cun儲chu轉zhuan發fa的de分fen組zu交jiao換huan，也ye叫jiao包bao交jiao換huan，傳chuan輸shu的de是shi碼ma（Symbol）。由於障礙產生不同的傳輸時延，就造成了碼間幹擾ISI（InterSymbolInterference）。為了避免ISI，通信的帶寬就必須小於可容忍時延的倒數。


對於802.11a/b/g 20MHz的帶寬，最大時延為50ns，多徑條件下無ISI的傳輸半徑為15m。在IEEE802.11協議中我們可以看到，這個值最大範圍是35m，這是協議中還有誤碼重傳等各種手段保證通信，並不是說有一點ISI就完全不能工作。這樣的話你會發現，對於802.11a/b/g協議，即使加裝再多的天線也沒有任何意義。假設這些天線可以同時工作，反而會使多徑效應更加惡劣。

後麵的大家看不進去也沒有關係，總之，無線路由器的發射範圍是這個IEEE802.11協議決定的，而非單純的看天線。[page]

說了這麼多，單天線路由、雙天線路由、三線四線甚至更多究竟有沒有區別
？有，但對於實際使用過程中的影響並不大
，這包括信號覆蓋、信號強度，天線多速度快就更是無稽之談了。拋開已經很少見的單天線，剩下的“多天線”都隻是實現MIMO技術的“介質”或者說是“工具”，區別在於使用的架構不同而已：常見的雙天線產品主要用1T2R或2T2R，三天線產品則用到的是2T3R或3T3R。

理li論lun上shang，增zeng加jia天tian線xian數shu量liang會hui減jian少shao信xin號hao覆fu蓋gai盲mang點dian，但dan我wo們men通tong過guo大da量liang的de評ping測ce證zheng實shi
，這zhe種zhong差cha異yi在zai普pu通tong家jia庭ting環huan境jing中zhong完wan全quan可ke以yi忽hu略lve不bu計ji。而er且qie
，就jiu像xiang內nei置zhi天tian線xian不bu輸shu外wai置zhi一yi樣yang，三san天tian線xian覆fu蓋gai不bu如ru雙shuang天tian線xian的de情qing況kuang也ye絕jue非fei個ge例li

，說shuo到dao底di產chan品pin質zhi量liang也ye是shi一yi個ge重zhong要yao因yin素su。至zhi於yu信xin號hao強qiang度du和he“穿牆”則取決於發射功率，這個東西工信部作過規定，不得高於20dBm（即100mW），“天線越多信號越強”也就不攻自破了。最後的結論就是，隻要路由采用了有效的MIMO技術，無須在意天線數量。

相關閱讀：MIMO技術

搜各種百科資料IEEE802.11詞條，我們可以讀到，從802.11n開始，數據傳輸速率或者說承載的數據量有了很大的提升。首先
，802.11n有了40MHz模式
，然而按照之前的理論
，它的發射範圍應該因此降低一半才對，但事實上數據反而提升了一倍（70m），這又是怎麼一回事
？

這就要得益於MIMO技術了，剛才我們討論的種種手段都是為了對抗惡劣的多徑環境，但是多徑有沒有好的一麵呢？事實上
，MIMO也是基於多徑的，我們稱之為空間多樣性。多天線的應用有很多種技術手段，這裏簡單介紹兩種：波束成型（Beamforming）和時空分組碼（主要介紹Alamouti''scode）。這兩種技術的優點是不需要多個接收天線。尤其是Alamouti碼，連信道信息都不用
，隻用數學運算就可以利用兩根天線實現3dB的增益，很讚對吧。

而不需要多個接收天線的優點在於並不是所有設備都能裝上多天線。為了避免旁瓣輻射（天線方向圖上
，最大輻射波束叫做主瓣，主瓣旁邊的小波束叫做旁瓣），滿足空間上的采樣定理，一般以發送信號之一半波長作為實體的天線間距。無論是GSM信號1.8GHz，1.9GHz還是Wi-Fi信號的2.4GHz
，我們暫取2GHz便於計算，半波長為7.5cm。所以，我們看到的路由器上天線的距離大多如此，也正是因此，我們很難在手機上安裝多個天線。

波束成型（Beamforming）：借(jie)由(you)多(duo)根(gen)天(tian)線(xian)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)指(zhi)向(xiang)性(xing)的(de)波(bo)束(shu)
，將(jiang)能(neng)量(liang)集(ji)中(zhong)在(zai)想(xiang)要(yao)傳(chuan)輸(shu)的(de)方(fang)向(xiang)
，增(zeng)加(jia)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)品(pin)質(zhi)，並(bing)減(jian)少(shao)與(yu)其(qi)他(ta)用(yong)戶(hu)間(jian)的(de)幹(gan)擾(rao)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)籠(long)統(tong)地(di)
這樣理解天線的指向性：假設全指向性天線功率為1，範圍隻有180度的指向性天線功率可以達到2。於是我們可以用4根90度的天線在理論上提高4倍的功率。波束成型的另外一種模式是通過信道估算接收端的方位

，然後有指向性的針對該點發射，提高發射功率（類似於聚光的手電筒
，範圍越小，光越亮）。智能天線技術的前身就是波束成型。

空時分組碼（Space-Time Block Code
，即STBC）：在多天線上的不同時刻發送不同信息來提高數據可靠性。Alamouti碼是空時分組碼裏最簡單的一種。為了傳輸d1d2兩個碼，在兩根天線1,2上分別發送d1,-d2*和d2,d1*。由於多徑，我們假設兩根天線的信道分別為h1h2
，於是第一時刻接收端收到的信息r1=d1h1+d2h2
，之後接收的信息r2=-d2*h1+d1*h2。接收到的這個2維方陣隻要乘以信道
，就可得到d1d2的信息了。看不懂沒關係
，總之呢就是Alamouti找到一組正交的碼率為2×2矩陣
，用這種方式在兩根天線上發射可以互不影響；可以用一根天線接收，經過數學運算以後得到發射信息的方法。

其他的MIMO呢，在概念上可能比較好理解，比如2個發射天線t1t2分別對兩個接收天線r1r2發射，那麼相當於兩撥人同時幹活，速度提升2倍bei等deng等deng。但dan是shi實shi際ji實shi現xian起qi來lai一yi方fang麵mian在zai硬ying件jian上shang需xu要yao多duo個ge接jie收shou天tian線xian，另ling一yi方fang麵mian需xu要yao信xin道dao估gu計ji等deng通tong信xin算suan法fa

，那na都dou是shi非fei常chang複fu雜za，並bing且qie耗hao時shi耗hao硬ying件jian的de計ji算suan了le。[page]

講上麵兩種技術實際上是MISO（Multiple-Input Single-Output）的方法
，也是想從另外一個方麵證明，天線多了不代表他們能一起幹活。100年前人們就知道天線越多越好越大越好了，但是天才的Alamouti碼1998年才被提出來多天線技術的802.11n協議2009年才開始應用。

20年前，人們用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing
，即正交頻分複用
，多載波調製的一種技術）duikangyouyuchengshijianhuoshineizhangaitaiduozaochengdeduojingshuailuo，errujinwomenyijingkaishiliyongduojinglaitigaotongxinzhiliang。zheshijishushangtufeimengjindefazhan

，erbushijiandande“想當然”就可以實現的。

MIMO本身就是一個時變的、不平穩的多入多出係統。關於MIMO的de研yan究jiu
，是shi一yi個ge世shi界jie性xing課ke題ti
，留liu下xia的de疑yi問wen還hai有you很hen多duo，同tong樣yang的de問wen題ti學xue術shu上shang甚shen至zhi也ye會hui出chu現xian不bu同tong的de說shuo法fa。不bu過guo
，對dui於yu一yi般ban消xiao費fei者zhe大da可ke不bu必bi深shen究jiu
，認ren清qing了le開kai頭tou第di一yi頁ye我wo們men講jiang的de“誤區”，知道路由天線是個“工具”，普通家庭雙天線足以，選購時看清產品規格
，不要被商家誤導。