Como um roteador WiFi de antena dupla funciona melhor em termos de intensidade do sinal?

Observei que os roteadores WiFi com 2 antenas têm uma cobertura melhor do que um roteador com uma única antena. Como isso funciona?

Eu posso entender claramente que a segunda antena definitivamente não é um tipo de repetidor, ou é?

Absolutamente relacionado: como ter mais antena ajuda em um roteador de rede

A resposta na pergunta acima fala de cancelamento de ruído. Posso correlacionar isso com a eficiência em termos de qualidade de recepção, perda de pacotes, etc., mas não com a intensidade do sinal.

antenna wifi

— WedaPashi
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Dica profissional: Se você tiver antenas removíveis e dois cabos de sobra, tente conectar as antenas por meio de cabos e execute um download contínuo ou teste SNR da rede enquanto varia as posições da antena em relação uma à outra. Se, como o @Neil_UK diz abaixo, você já tem condições muito boas, não verá muita diferença. Nas minhas experiências, quanto piores condições você tiver, melhor será a melhoria da separação das antenas (em vários metros).

— winny

Respostas:

No espaço livre com um bom caminho direto, faria pouca diferença.

Infelizmente, o WiFi não opera no espaço livre: opera em um mar complicado de reflexões de paredes, pessoas, móveis, fiação etc. As reflexões se somam em fases mais ou menos aleatórias e, de tempos em tempos, o nível do sinal pode cair bastante significativamente. Isso se chama Rayleigh Fading.

Como o desbotamento depende das fases relativas dos caminhos do sinal, estar apenas a meio comprimento de onda é suficiente para tornar o desbotamento aleatório nessas duas posições completamente independente. Se houver 10% de chance de cada antena ter uma força de sinal muito baixa para operação, a chance de as duas antenas sofrerem é de apenas 1%. Isso é chamado de recepção de diversidade . O receptor decodifica os dois canais e usa aquele com o menor número de erros.

Existem outras maneiras mais inteligentes e complicadas de usar duas antenas na recepção e transmissão para melhorar a força do sinal ou a taxa de dados, mas essa é a mais fácil de entender.

— Neil_UK
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Na verdade, os sistemas modernos não selecionam apenas o sinal mais forte. Eles podem combinar todos os sinais para obter melhor desempenho do que apenas selecionar o mais forte. Um exemplo tradicional é o rake receiver .

— AndrejaKo

@AndrejaKo Sim, isso está incluído nas 'outras maneiras mais inteligentes e complicadas' a que me referi. Também estão incluídas as formas de diversidade espacial do MIMO para aumentar a taxa de dados ou a forma de feixe do MIMO para rejeitar a interferência. 'Combinar' Eu senti que era um pouco confuso incluir na resposta, e não queria entrar nos detalhes de decisões suaves e sobrecarregar os leitores novatos. Coloque sua própria resposta na lista completa de opções, se achar que isso aumentaria o entendimento do OP ou de outras pessoas.

— 21416 Neil_UK

@AndrejaKo Caros - sim. Os mais baratos alternam rapidamente entre antenas, nunca usando mais de 1 por vez. Eles escolhem a antena que funciona melhor no momento e ainda oferece grande vantagem como Neil descreveu (poderia ser descrito como 1x2 "MIMO"). De fato, toda vez que há um MIMO "desigual", é exatamente isso: escolhendo as melhores antenas do momento para uma piscina maior.

— Agent_L 21/10

@ - Agent_L Nem sempre, por exemplo, o esquema Alamouti é usado com MIMO assimétrico (antena de 1 Rx) e é muito interessante para dispositivos altamente móveis ou situações em que as antenas de recepção podem ser um pouco volumosas, mas o transmissor possui uma boa infraestrutura.

— precisa saber é o seguinte

Com duas ou mais antenas, é possível usar o MIMO (entradas múltiplas, saídas múltiplas), mas também usar diversidade, consulte este artigo .

Não acho que o MIMO, por si só, melhore o alcance ou a intensidade do sinal. No entanto, a Diversity faz o uso das duas antenas de forma que o sinal seja direcionado em uma determinada direção.

Isso funciona enviando um sinal ligeiramente diferente para cada antena e através do cancelamento e adição de fases, em alguns locais um sinal mais forte pode ser recebido.

Também funciona de outra maneira: com duas antenas receptoras, as diferenças de fase entre os sinais são usadas para cancelar ou suprimir sinais indesejados.

Observe que você está comparando um roteador de uma antena com um roteador de duas antenas. É muito bem possível que o roteador de duas antenas também seja mais moderno e simplesmente mais sensível que o roteador mais antigo. Porém, ele não pode enviar um sinal mais forte, existem regulamentos que determinam quanto sinal pode ser enviado por um roteador, não importa quantas antenas ele tenha.

Quanto ao cancelamento de ruído: como o ruído é aleatório e não pode ser cancelado, é melhor falar sobre sinais interferentes e perturbadores. A redução dos níveis desses sinais ajuda, pois aumenta a taxa de sinal para perturbação (e, portanto, a taxa de sinal / ruído, se chamarmos algo que não queremos "ruído") do sinal que você deseja receber. Uma relação sinal / ruído mais alta permite a utilização de um esquema de modulação mais avançado (por exemplo, QAM 64 em vez de QAM 8), para que a taxa de bits possa ser mais alta.

— Bimpelrekkie
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Obrigado pela resposta detalhada. Acredito que, pela sua resposta, é válido afirmar que, com uma melhor taxa de bits (através de uma sofisticada técnica de modulação) e um melhor SNR, os sinais viajam uma distância maior?

— WrePashi #

Não, é o contrário, as circunstâncias (distância, interferências, reflexões, ruído) ditam o SNR. Dado este SNR, a técnica de modulação é selecionada. Um SNR grande permite um esquema de modulação mais complexo, resultando em uma taxa de bits mais alta. Quando o SNR é ruim, o Wifi reduz o esquema de modulação, resultando em uma taxa de bits mais baixa. Portanto, você obtém o maior intervalo com a taxa de bits mais baixa porque, para uma taxa de bits baixa, apenas um SNR limitado é necessário.

— Bimpelrekkie

Os sinais percorrem a mesma distância; a técnica da "diversidade" permite que o receptor melhore seu SNR.

— pjc50

Os sistemas MIMO podem obter maior potência de saída devido à formação de feixe.

— AndrejaKo

Com apenas duas antenas, o "feixe" seria bastante fraco. É melhor pensar em ter uma leve elipse em vez de um círculo ao redor da antena. Ah, e o "feixe" sempre avança e recua quando você tem apenas uma linha de antenas. Para ter uma potência "direcional" real, você precisa de pelo menos três antenas dispostas em um triângulo com as mudanças de fase necessárias.

— Janka

-1

Se você usar duas antenas idênticas, a diversidade da antena ajudará o circuito receptor a combater reflexos de sinal, como outros já escreveram.

Mas você também pode configurar o roteador para ter uma antena exclusiva para envio e outra para recebimento. Quando o firmware comum no seu roteador não possui essa opção, pode haver um firmware OpenWrt , o que geralmente ocorre.

A separação de antenas de envio e recebimento é útil quando a antena receptora é direcional. Isso lhe dá um alcance maior nessa única direção.

Ok, você poderia perguntar: por que não tem duas antenas direcionais? Como você não tem permissão para ir além do limite de potência de campo durante o envio, por isso, se você usar uma antena direcional de envio ou envio / recebimento, isso não ajudará, pois você precisará diminuir a potência de saída.

Portanto: ter uma antena receptora direcional dedicada ajuda a economizar algum dinheiro, basta comprar uma delas em vez de duas. (Obviamente, a outra estação precisa da mesma configuração.)

— Janka
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Janka significa: Voto a favor, se necessário, mas explique por que você vota para que todos possamos aprender alguma coisa.

— Bimpelrekkie

Por que você está assumindo que o voto negativo é do OP? Tenho certeza de que não é ...

— Eugene Sh.

@Janka: E agora vejo dois votos negativos. Posso garantir que minha idade no jardim de infância não me permite votar duas vezes a resposta . E ainda não votei sua resposta como negativo.

— WrePashi #

Mas, posso pensar em uma razão pela qual alguém ou os dois votaram negativamente na sua resposta. Concordo com a primeira afirmação: Você pode configurar o roteador para ter uma antena exclusivamente para envio e outra para recebimento. Mas não explica nem um pouco como isso aumenta a força do sinal.

— WrePashi #

@AndrejaKo: Você ainda pode fazer isso em muitos hardwares Wifi populares (talvez seja necessário instalar o OpenWRT nele). É útil quando você tem duas antenas diferentes. Um padrão para envio e uma antena direcional para recebimento. Isso lhe dá um alcance maior nessa única direção. (E se você perguntar: por que não possui uma antena direcional no envio também ? Como você não pode ir além do limite de potência de campo, por isso, se você usa uma antena direcional de envio, isso não ajuda em você. para enfraquecer a potência a ele).

— Janka