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实测4×4与2×2在无线速度上的无线速度差异

测评 bingge 2022-01-17 887 次浏览

本文转载自:https://www.acwifi.net/18179.html  ,侵权速删


这是一个很仔细但不够严谨的测试,也是一个很认真但不够科学的测试,这些我都不理,因为这是我非常有兴趣的实测。经常遇到一些选购的问题,比如”AX3000“和”AX5400“的选择问题,我多数会回答能买”4×4“就尽量买”4×4“,这是我拆机185台后在D点的经验总结,是一个在地球上不出名的但在宇宙里最强的acwifi评测总结出的答案。但我希望能有一些直观的数据来供大家参考,以后若有人问这个问题,我可以很潇洒地把这篇文章给他看看。扯完了!

以下我把4x4MIMO简称4×4 ,MIMO可以理解为空间流的意思,MIMO不等于MU-MIMO,不同是一个意思,不要理解错了。我把支持4x4MIMO的无线芯片简称为4×4芯片。

4×4的芯片为啥会比2×2的芯片强些?我猜是波束成形(Beamforming)的能力决定了。然后我根据这个猜想百度了几番,找到一篇文章,标题是《再谈Beamforming之技术原理》,文章链接是:https://zhuanlan.zhihu.com/p/112048308,文章里面有好多公式,我都没看明白,直到文末的总结如下:

”Beamforming真正能发挥性能优势的情况是发射天线数量超过接收天线的数量以及空间流数目时,在这种情况下空间流可以选择更好的信道来传输,并且在接收侧还可以享受SDM,MRC带来的额外性能增益。“

以上这句话就很容易理解了。现时手机最多只是2x2MIMO(没有4x4MIMO的手机),所以4×4会比2×2的路由器能带来更多的额外性能增益。

(注:前面红色文字里面提到的”天线数量“是等同于”MIMO数量“,不等于路由器所有天数数量的总和。有些路由器用双频天线,用的天线数量就相比全部用单频天线的少。)

能有Beamforming选项的机形比较少,已知华硕有这个选项设置,华硕固件里的选项是非常丰富的,这是华硕固件的优点,于是我找出拆过机的TUF-AX3000,想当年这台花999元买的。


TUF-AX3000刚上市时把它锁死在2x2mimo@160MHz频宽,后来华硕在固件里增加了解锁功能,也就是”刺客模式“开关,让它的BCM43684能充分发挥出4x4MIMO的性能。为了增加取样数据,我找来另一款机型:BX54,它的5G无线芯片是QCN9074,重点是它的天线也可以拆。

上图有两根金属棒,那是无线信号衰减器,每颗衰减30dB:

刚开始我串了两颗,后来再串多一颗,反正有多的。我用物理方式来限制路由器只有两根天线的作用。

说一下天线布局,顶部2个接口接天线,下面两个接口接衰减器。

BX54也要接TUF-AX3000天线,这样在天线和布局上表面是公平的:

实质对BX54不算公平,因为厂商在天线设计时会进行”匹配调优“。

不管了,先吃个陈皮臭草绿豆沙糖水再继续搞吧:

真好吃。吃完糖水后我说一下设置。

BX54没有Beamforming开关选项,怎么办呢?我可以通过MU-MIMO开/关来间接控制Beamforming开/关。这个怎么理解?

首先在这里要更正一个错误的说法,如下图这样的理解是不对的。

如果这样理解的话,每台手机同时占用了信道,总的无线吞吐率是不会有一丝提升的。

正确的理解应该是所有天线同时发出多个波束,每台接收终端只接收属于自己的波束:

如果有三台支持MU-MIMO的接收终端,则会是这样的:


我的观点是MU-MIMO要依靠Beamforming技术来实测,所以开启MU-MIMO就一定要打开Beamforming功能。但关闭MU-MIMO就不一定会关闭Beamforming。

华硕固件里对Beamforming的效果描述如下图:

(客户端无线网络卡与路由器同时支持波束成形技术。此技术可以使这些设备互相调整选择的预估频道和传输方向,以提高下载与上行速度。)

如果我单独关闭这个选项”802.11ax/ac Beamforming“时,它就会弹出如下提示框:


意思是关了Beamforming后,在802.11ac下的MU-MIMO也随之一起关闭,可是802.11ax下的MU-MIMO并没有随之关掉。

有点乱是不,我只需要控制Beamforming的开/关就行了,关的时候ac下的MU-MIMO会自动关闭,而当我开启 Beamforming后顺手把802.11ac MU-MIMO也启用。

华硕TUF-AX3000打开刺客模式后就会自动变成澳大利亚地区,我刚开始测试后并没有留意到这一点变化。测试的当天 ,刚好群里有人问这台TUF-AX3000,他觉得还不如腾达AC9,我问他是不是没有开启刺客模式,果然。开启后明显强了。也不只是信号上的差别,而且变成4x4mimo了。TUF-AX3000的用户如果觉得信号不行,一定要看看有没有开启刺客模式。

H3C BX54没有Beamforming选项,我只控制它的MU-MIMO开启与关闭。BX54没有地区选择, 不能超过国内标准。

接收设备我只拿两款无线网卡,一款是支持160MHz频宽的AX200,另一款是只支持80MHz频宽的QCA6391。

华硕这片覆盖在无线芯片上的散热铝片,有点烫手呀,散热面积太小了。每次在2×2与4×4切换测试时都要拆下散热片后去接天线所以,经常摸这个散热铝片。

我只测试5G,而且只在远处的C点和D点进行测速。5G设置44信道,开160MHz频宽。

平面台如下,把路由器放在下图中的WIFI位置,把接收终端放在C和D点。测速用自建speedtest服务器的方式,接在路由器的WAN口,用固定IP上网方式。每个点连续测速6次,取平均值做参考值。

C和D是属于远距离了,所以呢,更能显出无线性能。

前面的一切说明只是为了构思一个测试模型,接着就是进入实际的实测。

先看看用华硕TUF-AX3000的测试数据,它的数据有代表性,因为有明确的Beamforming开关控制。

使用AX200无线网卡测试的所有数据如下表:

平均值如下图表:

可以很明显地看出两个位置四种方式,无线速度依次递减,这种方式分别是:

接四根天线,代表4x4mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

接四根天线,代表4x4mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

不同的组合模式可以这样泾渭分明。

以下是用QCA6391测试的所有结果:

QCA6391的平均值:

在C点位置里,QCA6391跟AX200的情况一样。但在楼下D点位置里,以下两顶很接近:

接四根天线,代表4x4mimo,关Beamforming,关802.11ac MU-MIMO;

接两根天线,接两“根”衰减器,代表 2x2mimo,开Beamforming,开802.11ac MU-MIMO;

奇怪。

 

以下是H3C BX54的数据。

AX200所有结果:

AX200平均值:

BX54在C点位置,接4要天线,不管有没有开MU-MIMO,有两个值都一样,原因在于这里突破不了千兆端口的瓶颈,所以并不能反应出真实的速度。不过有点出乎意料,在C点能跑满千兆!

QCA6391测试的所有数据如下:

QCA6391的平均值如下:

从QCA6391和AX200这两款无线网卡的则速数据来看,似乎BX54的开/关MU-MIMO并不会对Beamforming有影响,估计Beamforming是一直开启着的。

不过呢,从中也可以看出接两根天比接四根是明显慢了一截。

所以我可以简单粗暴地得出结论:

4×4比2×2要快;

Beamforming(波束成形)如果有这个选项存在,不要关闭它,它实实在在地能提升无线性能。

如果想要一台全覆盖,建议尽量选择4x4mimo的机型,除非面积不大,或多台组网。

也不用太在意我所说的,因为无线太玄学了。比如不同的无线芯片内在有不同的“容错”和“补偿”能力。

华硕TUF-AX3000已经停产了,替代的是TUF GAMING AX5400,但要800多元,(TUF-AX3000最便宜的时候600多元。)


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