目录：

USRP捕获手机/路由器数据传输信号波形（上）

USRP捕获手机/路由器数据传输信号波形（中）

USRP捕获手机/路由器数据传输信号波形（下）

四、路由器MIMO-OFDM系统

本文深入分析采集手机与路由器双工通信信号时所使用的设备。

路由器采用的是Tenda AC8型号： 

4根天线意味着路由器使用了多输入多输出（multiple-in multiple-out, MIMO）技术。

MIMO

MIMO技术最早是由意大利人无线电通信之父马可尼于1908年提出的。

以采用MIMO技术的路由器为例，每根天线工作频率相同，同时工作，为什么不会相互影响呢？

1. 接收端通过多天线采集混合信号后，可以用矩阵运算反向分离出独立数据流；

2. 不同路径上的电磁波都有自己的传播方向，虽然空间中的电磁场在某个位置会相互增强或抵消，但是+ΔL的下一个位置，包括整个路径上这些同频同时出现的电磁波相互影响是不一样的。

感觉MIMO技术是真正实现频谱高效利用，而OFDM只是硬件上的妥协，用单载波大带宽合多载波小带宽最终都得占用相当宽的频谱。

五、路由器工作模式

5.1 万能中继模式

5.2 双频分离模式

捕获路由器信号非常有必要开双频分离模型，不然路由器频率有跳变的风险，而且无法人为选择观测频段。

开启路由器双频分离模式后：

2.4G的WiFi叫zzc，5G的WiFi叫zzc_5G。

六、蜂窝MIMO v.s WiFi MIMO

6.1 规模 (天线数量)

• WiFi (802.11n/ac/ax)： 常见的家用路由器通常支持2x2、3x3或4x4 MIMO。高端企业级AP可能支持8x8 MIMO。天线数量相对较少。

• 蜂窝 (5G Massive MIMO)： 基站端的天线阵列规模极其庞大。典型的5G Massive MIMO基站天线面板集成了64个、128个甚至256个或更多天线阵元。手机端通常支持2x2或4x4 MIMO（旗舰机可能更高）。基站的天线数量级远超WiFi AP。

6.2 技术形态

• WiFi MIMO： 主要侧重于空间复用（在同一时频资源上传输多个独立的数据流）和空间分集（提高链路可靠性）。MU-MIMO是重要补充，允许AP同时服务多个用户。

• 蜂窝MIMO (Massive MIMO)：

  • 大规模天线阵列： 利用大量天线实现极高的空间分辨率。

  • 波束赋形： 这是Massive MIMO的核心能力。基站通过精确控制每个天线阵元的信号相位和幅度，将无线信号能量聚焦成非常窄、指向性极强的“波束”，直接射向目标用户。这带来了巨大优势：

    • 显著提升信号强度： 能量集中，穿透力更强，覆盖更远。

    • 大幅降低干扰： 波束对准目标用户，减少对其他用户的干扰；同时，空间隔离度提高，同一时频资源可以服务更多用户（空间复用增强）。

    • 提升频谱效率： 单位频谱资源能传输更多数据。

    • 增强覆盖： 特别是小区边缘用户的体验得到极大改善。

  • 多用户MIMO： Massive MIMO天然支持大规模的多用户MIMO，基站可以同时生成多个波束服务多个位于不同方向的用户。

6.3 应用场景

• WiFi MIMO： 主要用于相对小范围（家庭、办公室、热点）、用户密度中等的室内或短距离室外环境，解决局域网络容量和速率问题。

• 蜂窝MIMO： 设计目标是解决大范围覆盖、高速移动性支持、超高用户密度、宏小区/微小区/室内外无缝切换等复杂挑战。Massive MIMO是应对5G超高流量密度和连接密度需求的核心技术。

6.4 复杂度

• 蜂窝MIMO (尤其Massive MIMO) 的信号处理、信道估计、波束管理和校准算法复杂度远高于WiFi MIMO，需要强大的基站计算能力和先进的算法支撑。

6.5 总结

总得来说，虽然基站和WiFi都用了MIMO技术，但是侧重点不同。基站用MIMO主要是提升通信链路最大距离和强化通信链路移动性能，WiFi用MIMO主要是提升室内通信速率。

 所以可以看到，手机和基站通信时，OFDM的子载波是非常显著的：

 但是手机和路由器通信时，几乎观察不到OFDM中子载波的存在：（频率分辨率为3.84MHz/32768=117.18Hz）

猜测是室内强烈的多径效应影响了观测OFDM子载波。