自从WiFi成为继水和电之外的第三大基础需求以来，小编经常被问到一个经典问题：我的路由器有这么多根天线，号称大功率穿墙王，看起来牛逼闪闪，咋才走了几步就没信号了呢？更有甚者，如上图这位MM，更是问出了如此让人瞠目结舌的问题：号称450米的路由器，咋才过了不到10米，穿了两堵墙就没信号了？小编把该MM发来的盒子图片放大一看，上面赫然写着450M！！！
能把“M”想象成“米”，这得对良好的WiFi信号覆盖有多渴望？450M无线路由器其实这里的M并不是米的意思，而是指Mbps，又称兆比特每秒，说的是这款路由器的最大下载速率可以达到450Mbps，跟覆盖的距离和穿墙能力一毛钱关系都没有。下面我们就来聊聊WiFi版本和速率，如何穿墙以及怎样设计自家的无线网络这一系列的问题。
希望看完之后，你会对WiFi穿墙这个问题能够了然于胸，并能对家庭WiFi组网方案能略知一二。
首先来说WiFi的协议及频谱的问题。自从WiFi标准被IEEE（电气和电子工程师协会）提出以来，经过了20年的蓬勃发展，一步一个脚印，出了一个又一个协议版本，从802.11n开始，下载速率有了质的飞越。WiFi有两个工作频段：2.4G和5G。这两个频段都是非授权频段，只要符合国家法规，不经授权就可使用。也就是说在家里装个无线路由器是不需要任何人批准的。
2.4G频段的范围是2.4GHz～2.4835GHz，共有83.5M带宽，划分为13个信道，每个信道宽20M。可是，20M乘以13等于260M啊，这13个信道共需要260M带宽，而2.4G频谱只有83.5M，这怎么放得下？答案就跟上公交车一样：“挤一挤，往后挪一挪，赶紧再上一个！”人多车小，为了共同的出行需求，个人空间就别想了，被踩到脚更是难免。
从下图可以看出，2.4G频谱的这13个信道紧密地交叠在一起，干扰是不可避免的。只有1、6、11或者2、7、12，或者3、8、13这三组是完全没有交叠的，可见2.4GHz频段的拥堵程度。
到了802.11n，用户可以使用40M的信道，但2.4GHz频段依然只有83.5M的总带宽，只能容纳两个信道。因此只有在夜深人静网络空闲的时候，单个用户才有可能使用40M信道，加之来自隔壁老王家的干扰，802.11n的高速率很大程度上难以达到。
既然2.4G频段如此地拥挤不堪，IEEE那些制定WiFi标准的专家们早就在另一个非授权频段：5G上另觅康庄大道了。
802.11n虽说是可以工作在5GHz上的，但这个协议版本毕竟老旧，还有一大票不支持5G的手机电视电脑需要被伺候，因此实际产品还都用于2.4GHz，5GHz的优势由更年轻的802.11ac来体现。5G频谱的范围是4.910GHz～5.875GHz，有900多M的带宽，是2.4G的10倍还多！
正是因为这段频谱很宽，内部还会划分成几个子频段，有的还没分配，有的作为其他用途，连4G LTE都要过来咬上一口。
WiFi工作在2.4G和5G分别能达到多大的峰值下载速率？2.4G频段我们采用802.11n来估算，5G频段我们采用最新的802.11ac来估算。
802.11n引入了几个特点：支持MIMO，也就是可以使用最多4个天线来收发送数据，下载速率成倍提升；在支持标准的20M带宽信道的基础之上，新增了双倍带宽，也就是40M。单用户理论峰值下载速率又得到了成倍提升！因此，要估算802.11n最大下载速率，很简单，数天线的个数！一个天线加上40M信道最大能达到150Mbps的速率，两个天线自然就是300Mbps，以此类推，4个天线可达600Mbps！
而802.11ac又在下面几点上进行了增强：MIMO增强：最多可以使用8个天线来收发送数据，速率倍增；信道扩宽：支持80MHz带宽信道，最大可支持160M带宽信道，速率倍倍增；高阶调制：支持256QAM，速率再增30%！在这3点的加成之下，802.11ac单天线可达433Mbps，两天线可达867Mbps，三天线可达1.3Gbps，4天线可达1.7Gbps！以此类推，8天线3.4Gbps！
这只是理论上的推算，实际上支持802.11ac的路由器的天线个数都在4根以内。
双频路由器的横空出世又是为何？既然5G加802.11ac这么好，那是不是以后的路由器和手机就都可以不支持2.4GHz了呢？单靠5Ghz和802.11ac能否打下一片全新的天地呢？显而易见的一个原因是因为兼容性。
几年前大量的手机、电脑、电视只支持2.4GHz，为了让这些老设备不至于没法上网，对于2.4GHz的支持的必须的。另一个原因是覆盖。2.4G的频率低波长大，信号损耗小，穿透能力强，在覆盖上和5G相比具有一定优势。
首先我们来看看WiFi信号在传播中遇到障碍物之后的反应：折射：WiFi信号经过玻璃或水的时候，信号路径发生偏折，我们和路由器都在空气中，因此折射的影响可以忽略；反射：WiFi信号经过光滑的物体表面时，信号会发生反射，和光的反射类似；绕射：WiFi信号经过水泥墙体，因难以穿越，部分信号会向旁边散开，等遇到一个可以穿过的区域再继续向本来的方向继续直线传播；漫射：WiFi信号遇到水泥墙，因为直线线路受阻，部分信号会散开，沿着墙壁上下左右继续延伸出去；穿透：WiFi信号的能量一部分被障碍物吸收，剩余能量的透过障碍物继续传播。
一般情况下，在室内环境下，我们手机接收到的WiFi信号主要是反射、绕射、漫射和穿透这四种效应的叠加。后三种效应都和信号的频率关系很大，频率越高绕射和穿透的能力越差。不管是2.4G还是5G频段，在无线通信里都属于较高的频段了，虽说2.4G绕射和穿透能力要比5G强一些，但毕竟是矮子里挑高个——也高不到那里去。
我们来看看2.4G信号穿墙之后损耗的经验值：在射频世界里，一般用dB这个单位来表示信号变化的情况。我们只需要了解以下几个关系，就能对这些数据有一个直观的了解：降低3dB是指信号强度降低到原先的1/2（二分之一）；降低10dB是指信号强度降低到原先的1/10（十分之一）；降低30dB是指信号强度降低到原先的1/1000（千分之一）。
结合上表可以得出下面的结论：木头，玻璃这些障碍物对于WiFi信号的阻挡作用不强，只会带来一半左右的信号衰减；砖墙，水泥墙这些障碍物堪称WiFi信号杀手，穿透的信号动辄衰减为原先的千分之一；电梯这类金属障碍物简直就是WiFi信号的噩梦，轻轻松松衰减到原先的万分之一！
信号差真是让人绝望啊，这可咋办呢？有没有所谓“大功率路由器？机智的你肯定很快就想到了，想要信号好穿墙能力强，增大发射功率啊！
没有什么不是增大功率不能解决的，如果有，那就再增大一倍！但是在WiFi信号这里，增大发射功率还真不行。因为无线路由器的发射功率是有国家规定的：最大100mW，也就是0.1W。不符合这个要求的产品是不能上市的，工信部也是为了我们的身体健康着想啊。所以，想通过增强发射功率来提升WiFi信号这条路是走不通的。
既然发射功率有限制，那如果路由器用的高增益天线的话，不是能量发射会更集中，从而覆盖地更远吗？理论上来说是这样。但增益高能量集中的代价就是波束变窄，WiFi信号的覆盖会不均匀，有的方向信号强，有的方向信号弱。如果有多个人在不同位置同时使用的话，对覆盖的评价会褒贬不一。而且，一般的路由器天线增益也就9dB，面对动辄就几十dB的穿透损耗来说也是杯水车薪。
这也不行那些不行，那该到底咋样才能提升WiFi信号呢？场景1“我就一台路由器，既想让WiFi信号变好，又一分钱都不想花，该怎么办？”方法一：路由器摆放位置优化。传播距离越短信号越好，所以尽量把路由器放在房子的中央！木门，玻璃门等对信号的衰减小，尽量让路由器多走门，少穿墙！弱电箱的位置一般都在门口，四周面板也会屏蔽无线信号，所以尽量不要把无线路由器放在弱电箱里！
把路由器摆在高一些，开阔一下的地方，避开冰箱、洗衣机、各种家具等障碍物！
方法二：调整合理的天线角度。一般的家用路由器都使用全向天线，全向天线的无线信号分布类似被水平压扁的轮胎，所以无线信号在与天线垂直的方向上覆盖效果最好。
方法三：避免环境干扰。尽量使用双频路由器，能使用5G频段尽量使用5G！把路由器尽量放得离微波炉、蓝牙设备、无线鼠标键盘等设备远一些！更改路由器的信道配置！
场景2“为了上网爽快，我还是愿意点花钱的，怎么办？”这就必须要上升到家庭组网方案了！方案一：使用无线扩展器扩展放大无线信号。方案二：使用无线路由器桥接扩大信号。方案三：使用网线把两台（或者多台）路由器连接起来。方案四：使用HyFi套装（子母路由器）组建全覆盖无线网络。方案五：使用AP/AC扩展无线信号。至此，以上几种常见方案介绍完毕，希望各位在任意角落都能够信号满满。