當前市面上Wi-Fi路由器很多，用戶往往面臨選擇困難癥的問題。以支持Wi-Fi 7的TPLINK路由器為例，BE3600支持2×2 MIMO，BE5100支持3×3 MIMO。如何選擇一款適合自己的網關呢？本文從技術角度分析一下MIMO規格的選擇問題。
MIMO通過多空間流提升協商速率
MIMO（多輸入多輸出）技術，實際是增加了空間上調制解調的數據。以2×2 MIMO來說，可以調制2份數據流來成倍提高傳遞速率，在無線通信中被廣泛使用。
產品設計時，利用天線的間距和角度，可以構成多條傳輸路徑，以實現承載成倍的通訊數據而提升帶寬。下圖所示是一個典型的MIMO系統，其中X為輸入信號，Y為輸出信號，H為信道矩陣。由矩陣理論可知，H矩陣的秩決定了輸出Y的維度，也叫MIMO空間流數。
對于Wi-Fi路由器來說，設計更多的天線和MIMO就一定能夠實現N倍的帶寬提升嗎？接下來我們深入剖析一下。
由于STA規格限制，Wi-Fi路由器支持2×2以上MIMO不能提升協商速率
MIMO系統始終需要由發送和接收兩端的能力共同決定最終效果，現有主要使用的STA是手機、平板等。受限于空間和功耗散熱等，手機都是2×2 MIMO設計。由上面的矩陣理論分析可知，無論Wi-Fi路由器設計多少MIMO能力，最終MIMO規格取決于AP和STA最較少的天線數，即只能實現對接手機2流MIMO的效果。
下圖是一個3發2收的MIMO系統，按照上面的矩陣理論，可以寫為：
3*2 MIMO示意圖
根據線性代數理論，已知Y1和Y2，以及H矩陣，無法解出X1，X2，X3，無法傳輸3份不同的數據，即無法支持3條空間流。
國內使用FTTR組網解決覆蓋問題，不適合再用高MIMO規格提升覆蓋，此時單熱點覆蓋太強，反而會導致不同熱點之間相互干擾
MIMO技術允許多個天線同時發送和接收多個信號，利用調制技術可以實現能量和空間信號疊加而提升信號覆蓋范圍。一般而言，考慮到實際家居環境導致信號反射交疊等，也就是增加幾個dB的信號強度而已。
但增加天線可以解決覆蓋問題嗎？一般而言，12cm厚度磚墻的衰減在20dB左右，24cm磚墻的衰減在25dB左右，承重墻的衰減在30dB左右。如果是斜穿，相當于增加了墻體厚度，衰減值更大。增加天線帶來的增益，遠小于墻體帶來的衰減，因此增加天線并不能解決穿墻覆蓋的問題。Wi-Fi信號一般只能穿1堵墻，如果戶型較小，不同MIMO規格的差別不大，如果戶型較大，增加MIMO也不能解決問題，建議通過FTTR、網線組網等方式解決。
高階MIMO理論上可以通過MU-MIMO提升多用戶并發吞吐，但Wi-Fi路由器上很難獲得收益
AP可以通過MU-MIMO，將不同數據流同時傳輸給不同的STA，每個STA只接收發給自己的信號，從而在AP的MIMO規格較高，STA的MIMO規格較低時，獲得多用戶并發吞吐收益。無線蜂窩5G技術的Massive MIMO，正是使用了MU-MIMO技術。
但Wi-Fi路由器采用全向天線，考慮到家居條件下環境反射等影響，實際無法做到信號的完全定向。路由器發給不同用戶的空間流會相互干擾，導致STA無法分離出發給自己的信號，很難獲得收益。
高階MIMO會導致成本功耗大幅度上升
更高階MIMO，會增加Wi-Fi路由器的成本和功耗。對于MIMO解調算法，階數增加導致復雜度按N的3次方增長，顯著增加成本和功耗，投入產出不成正比，性價比不高。
總結：從技術角度看，2×2 MIMO是Wi-Fi路由器的最合適的選擇
綜合前面的技術分析，可以給用戶以下幾個結論和建議，以供參考：
1、受限于當前主流終端STA（手機）的規格，最大只能支持2流的傳輸能力，增加AP天線數，無助于MIMO空間流能力提升。
2、MIMO的規格增加，帶來的覆蓋收益，不足以彌補家居的Wi-Fi信號的穿墻損耗， FTTR組網是更好的解決思路。
3、家居場景應用，受限于設備尺寸、用戶位置等約束，很難支持更高空間流，MU-MIMO也很難獲得收益，高階MIMO的實際價值有限。
4、MIMO的規格增加，成本和功耗按N的3次方增加，性價比不高。
因此，從技術角度看，2×2 MIMO是Wi-Fi路由器的最合適的選擇。 
