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增强无线路由器信号强度的有效方法实测

时间:2015-04-13 10:48来源:未知 作者:admin 点击:

     不少用户的无线路由器都存在信号不好的问题,解决办法无非是“三板斧”——换信道、换安放位置以及更换天线。有时“三板斧”使完,效果不明显,甚至信号更差了。因此网上出现了各种增强无线路由器信号强度的方法,到底有没有效果呢?接下来我们对这些方案从原理到实际效果进行详细的研究。

 

天线摆放方向,对信号影响大

    不少用户认为无线信号就像是子弹一样,是从天线顶部发射出来的。因此他们习惯于将无线路由器的天线平放,或者将天线指向接收设备。更有用户让多天线无线路由器“摆造型”,以提高“颜值”。殊不知,这样的天线摆放方向,对于信号影响极大。

 

图:路由普遍使用的偶极天线信号覆盖示意图。

无线路由器使用的一般是偶极子天线,其信号并不是从天线顶端发射出去的,如图所示,其信号的覆盖就像是一个苹果。而且天线的增益越高,那么信号就越扁,而天线延长方向,将是信号最弱的方向。在这种情况下,如果把天线平放,或者指向接收设备,那么,信号主覆盖区将将指向天花板和地板,无法对整个房间进行覆盖,而接收设备处,恰好是信号最弱的区域,在这种情况下,信号肯定会大幅度劣化。

   除非是别墅或者是跃层建筑,需要照顾楼上无线信号的要求,在大多数情况下,我们最好将天线90°垂直摆放,使得信号的主覆盖区将平铺在整套房间里,信号就是最好的。我们做了一个测试在使用时,使用增益为5dB的天线在距离路由5m左右,中间无障碍时,将路由天线垂直时,信号最好。而当天线摆向45°角时,信号衰减达到8dB,而当天线水平摆放时,信号衰减更高达18dB。如果采用更高增益的天线,那么,信号劣化将可能更加严重。

 

解决信号盲区,何需大动干戈

    在家庭中,无线信号的传输是异常复杂的:有穿透障碍物的透射,有遇到障碍物时的反射,同时信号波束之间还存在相互作用、干扰。之所以会出现信号盲区,一方面是因为信号传输中障碍过多,导致信号无法覆盖。另一方面,由于反射波与原波的轨迹不一样,传输时间差异会带来信号的相位差,当两个波束相位相反时,波束就会互相抵消,从而造成信号衰减,甚至完全消失。这也就是在周边都有信号,却在局部特定出现位置出现盲区的主要原因。

解决盲区最好的解决办法是将无线路由器放在客厅中间,以尽可能减少波束长距离传输、复杂的反射造成的各种问题。不过,这种方案实现起来并不简单。毕竟大多数家庭内,会受无电源、网线以及影响美观等诸多因素,根本无法放置无线路由器。那怎么办呢?大范围移动无线路由器难以做到,但小范围移动却是可以轻易做到的。就是无线路由器摆放位置几cm的改变,会让信号的反射途径有巨大的改变,这会让驻波的存在的位置也随之改变。  

为了验证这一方案的效果,我们将测试用的极路由 极贰往左移动了10cm,在隔一堵承重墙的卧室中部,原本无信号的床中央,信号恢复到两格,也能上网了,还真有效。当然了,由于反射位置的改变,在房间其它位置有可能产生新的盲区,但只要在常用WiFi的位置上不出现盲区,对使用的影响就会降低到最小。因此,消除信号盲区,并不需要大动干戈,将无线路由器小范围移动,就可能达到意想不到的好效果。

 

无线信号传输示意图

  

 

高增益天线,信号良好却连不上

    为增强信号强度,不少用户也是蛮拼的,给无线路由器换装高增益天线,甚至用巨大的门板天线或是雷达天线。还别说,这样的改造在开阔地带传输信号时,还真能提升信号强度,不过问题也来了,当设备离路由距离较远时,明明设备上显示信号不错,甚至是满格,可却总是无法上网,这又是怎么回事呢?

    在工作时,无线信号是需要双向通讯的,不仅无线路由器要发送信号给设备,同时要接收设备发送的信号,才能正常的工作。而高增益天线,实际上并不能提高无线路由器的发射能量,只能将信号定向传输,以增加特定方向的传输距离。但设备上使用的是全向天线,设备所发出的信号在全向传输时,衰减速度更快,在距离远时,尽管设备接收路由的信号还挺强大,但无线路由器却无法接收到设备传输的信号。这样虽然设备信号强,却无法正常上网。同时,随着距离的增加,无线路由器接收信号的信噪比会大幅度下降,也就是说,路由将接收更多的信号,这样,如果芯片的接收性能不足的话,将会无法识别哪一个信号是从设备发出的有效信号,在这种情况下,也容易出现连不上网络的情况。

 

图:在使用高增益天线后,远距离传输时易出现信号良好,却无法上网的情况。

    不少人将高增益天线当作解决信号差的良药,但从实际使用情况来看,依靠信号压缩来获得更强的信号,在环境复杂,信号传输不能依靠直线传输,而主要依靠反射,折射方式的室内环境来说,高增益天线几乎没有实际效果。当然,在开阔地带,高增益定向天线在传输距离上还是有优势的,但想要远程传输,定向天线最好成对使用,这样才能保证信号发射,接收的正常,从而实现信号好,又能正常传输的目的。

 

穿墙模式,看似完美,体验不佳

    软穿墙是最近颇受追捧的技术,其原理是当设备与无线路由器距离较远,传输速率降低时,无线路由器自动增加发射功能,从而让设备端拥有更强的信号。这个技术虽然看上去很美,从实测的情况来看,其信号强度和传输速率都有一定的提升。不过,从使用感受来说就是另一回事了,不不少人发现,路由开启穿墙模式后,网页开启速度降低,视频出现卡顿等情况,感觉甚至比不开穿墙模式还差得多。

   

 

开启/关闭一键穿墙模式对比

 

信号强度

传输速率

C点普通模式(2.4GHz

-73db

31.7Mbps

C点一键穿墙模式(2.4GHz

-64db

37.6Mbps

图:开启穿墙模式后,设备的信号强度和传输速率都有提升

    为什么会出现这种情况呢?实现软穿墙,是要付出降低容错率的代价。所谓容错率,指的是无线路由器收到信号时,对于传输时产生误码时修正的能力。如果容错率较低,路由在接收信号,并执行操作时,就会因误码的存在而无法进行操作。在这种情况下,路由只能再次发送请求信号,要求设备重新发送控制信号,这就会造成连接速度的延长,在这种情况下,必然会造成网页打开速度降低,视频卡顿的情况。

    因此,这种以降低使用感受为代价,换取的良好测试成绩的方式,其实并不值得欣赏。在大多数情况下,我们还是建议关闭穿墙模式。本文出自2015-04-13出版的《电脑报》2015年第14期 E.硬件DIY

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