首先大家也要注意到，老一代的无线路由器肯定不会有一根以上的天线。这里的“老一代”是指802.11n协议之前的802.11a/b/g路由，老的54M产品只有一根天线。在这种情况下，802.11n显然成为了分水岭，从此不再有单天线（1T1R的150M除外）。这到底是怎么回事？这里要提一下802.11n协议之后专门应用的一种多天线技术，也是无线通信领域非常重要的技术——MIMO（Multiple-InputMultiple-Output，多入多出）-输出）。我们先来看一个例子。有人说，为什么我新买了一个支持802.11ac协议的3天线无线路由器，但信号强度、覆盖范围甚至速度都没有提升？天线不够？告诉你，300root没用，检查你使用的接收终端是否支持802.11ac协议。比如你用的iPhone3，只支持11a/b/g，连802.11n都不支持，你拆下来加几根天线也没用。如何处理？装个AC网卡或者换个端子，总之不要跟天线争。你为什么这么说？首先，Wi-Fi应用的环境是室内，我们常用的802.11系列协议也是为这种条件而建立的。由于发送端和接收端之间存在各种障碍物，发送和接收时几乎没有信号直达的可能。那么该怎么办？我们称这种方式为多径传输，也称多径效应。Multipath从字面上也很好理解，就是增加传输路径。那么问题来了，既然是多径，传输距离可长可短，有的可能从桌子上反射回来，有的可能穿墙而过，这些携带相同信息但相位不同的信号最终都会到来一起收集在接收端。现代通信采用存储转发分组交换，也叫分组交换，传输的是一个编码（Symbol）。符号间干扰（ISI）是由于障碍物导致的不同传输延迟引起的。为了避免ISI，通信带宽必须小于可容忍延迟的倒数。对于802.11a/b/g20MHz带宽，最大延迟为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的最大范围是35m。这是因为协议中有各种错误代码重传等方法来保证通信。这并不意味着一点ISI就完全不能工作。在这种情况下，你会发现对于802.11a/b/g协议来说，安装更多的天线没有任何意义。假设这些天线可以同时工作，会使多径效应变差。后面的人看不到也没关系。总之，无线路由器的传输范围是由IEEE802.11协议决定的，而不是简单的看天线。总结说了这么多，单天线走线、双天线走线、三线、四线甚至更多有什么区别吗？可以，但是对实际使用过程影响不大，包括信号覆盖范围和信号强度，天线多点速度快点都是扯淡。除了少见的单天线，剩下的“多天线”只是实现MIMO技术的“媒介”或“工具”。区别在于所采用的架构不同：常见的双天线产品主要采用1T2R或2T2R，三天线产品采用2T3R或3T3R。理论上，增加天线数量会减少信号覆盖盲区，但我们通过大量测评证实，这种差异在普通家庭环境下完全可以忽略不计，就像内置天线一样不逊色于外置的，三天线覆盖不如双天线的情况也不例外。毕竟，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。工信部有规定，这个东西不能超过20dBm（即100mW）。“天线越多，信号越强”会弄巧成拙。最终的结论是只要路由采用有效的MIMO技术，就不需要关心天线的数量。接下来，我们就进一步了解MIMO技术的神奇之处。内容可能有点生涩。如果你有兴趣，你可以再读一遍。MIMO技术搜索各种百科资料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40MHz模式。不过按照之前的理论，它的传输距离应该减少了一半，但实际上数据却增加了一倍（70m）。到底是怎么回事？这是由于MIMO技术。刚才我们讨论的各种方法都是为了对抗恶劣的多径环境，但是多径到底有没有好的一面呢？其实MIMO也是基于多径，我们称之为空间分集。多天线的应用有多种技术手段。这里简单介绍两个：波束成形（Beamforming）和时空分块编码（主要介绍Alamouti的代码）。这两种技术的优点是不需要多个接收天线。尤其是Alamouti码，连信道信息都不需要，只用数学运算就可以用两根天线达到3dB的增益，是不是很棒？不需要多个接收天线的优点是并非所有设备都可以容纳多个天线。为了避免旁瓣辐射（在天线方向图上，最大的辐射波束称为主瓣，紧挨着主瓣的小波束称为旁瓣），并满足空间采样定理，二分之一-发射信号的波长一般用作实体的天线间距。无论是GSM信号1.8GHz、1.9GHz还是Wi-Fi信号2.4GHz，我们暂以2GHz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是一样的，也正是因为如此，我们很难在手机上安装多根天线。波束成形：由多个天线产生定向波束，将能量集中在所需的传输方向，提高信号传输质量，减少对其他用户的干扰。我们可以简单通俗地理解天线的方向性：假设全向天线的功率为1，那么范围只有180度的定向天线的功率可以达到2。所以我们可以用4个90-度天线理论上可以将功率提高四倍。波束形成的另一种模式是通过信道估计接收端的方向，然后定向发射到该点以增加发射功率（类似于聚光手电筒，范围越小，光线越亮）。智能天线技术的前身是波束成形。空时分组码（STBC）：在不同的时间在多个天线上发送不同的信息，以提高数据的可靠性。Alamouti码是最简单的时空分组码。为了传输两个代码d1d2、d1、-d2*和d2，分别在两个天线1和2上发送d1*。由于多径，我们假设两根天线的信道分别为h1h2，所以接收机在***时刻接收到的信息r1=d1h1+d2h2，后面接收到的信息r2=-d2*h1+d1*h2。只要将接收到的二维方阵乘以信道，就可以得到d1d2的信息。看不懂没关系，简而言之，Alamouti找到了一组正交码率2×2矩阵。这样两根天线发射就不会互相影响；可以用一根天线来接收，经过数学运算，我们就可以得到发射信息的方法。对于其他的MIMO，可能从概念上更容易理解。例如，两根发射天线t1t2分别向两根接收天线r1r2发射，相当于两组人同时工作，速度翻倍。但是在实际实现中，一方面在硬件上需要多根接收天线，另一方面需要进行信道估计等通信算法，这些算法非常复杂，耗时耗费硬件计算。说到以上两种技术其实都是MISO（Multiple-InputSingle-Output）的方法，我也想从另一个方面来证明，拥有更多的天线并不代表它们可以协同工作。100年前人们就知道天线越多越好，越大越好，但是天才Alamouti码是1998年提出的，多天线技术的802.11n协议到2009年才开始应用。20年前，人们使用OFDM（OrthogonalFrequencydiyisionMultiplexing，正交频分复用，一种多载波调制技术）来对抗因城市间或室内障碍物过多而引起的多径衰落，但现在我们已经开始使用多种方式来提高通信质量。这是技术的突飞猛进，而不是简单的“想当然”就能实现的。***、MIMO本身就是一个时变的、非平稳的多输入多输出系统。MIMO的研究是一个世界性的话题，目前还存在很多疑问，甚至学术上对同一个问题可能众说纷纭。不过，对于普通消费者来说，大可不必深究。认清我们在第一页讲到的“误区”后，你就知道路由天线是一个“工具”了。商家误导。
