無線網路AP為ASUS RT-AC68U,韌體版本:3.0.0.4.384_21045。
對外網路為中華光世代HiNet 300/100Mbps。
有些人認為照片不夠真實,因次測試全部用錄影的方式紀錄呈現。
(終於整理完了,測試和寫文章,影片還要轉檔上傳很花時間)

(這次跟家人借來類單錄影,部分環境亮度不足,還有手機亮度問題較不好對焦)
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無線網路(WLAN)簡單科普知識
WiFi天線、頻寬、調變與最高連結速度對應表(SGI = 400ns)
WLAN 量測簡介 從 802.11a 到 802.11ac
WiFi實際速度結果,與接收到的訊號強度(RSSI)、環境背景雜訊(Noise Floor)、訊雜比(SNR)、MIMO(Spatial Streams)、接收靈敏度,這幾項有關聯。訊號越強連線品質越好。
環境背景雜訊(Noise Floor),與許多因素有關,例如附近其他設備的干擾。(需要專業儀器才能準確量測)
訊雜比(SNR)是訊號品質的指標,背景雜訊會因位置區域不同,有不一樣的結果。訊號強度減去背景雜訊為SNR值。例如,無線設備接收到的信號強度為-85dBm,而背景干擾訊號的強度為-100dBm,則SNR值為15dB。有些環境背景雜訊可能高達-80dBm左右以上,有些則較低-100dBm左右,大部分環境的背景雜訊約在-90dBm左右。較差的SNR會造成位元訊號錯誤,導致訊號重傳,且降低調變等級,速度因此降低。訊雜比影響使用調變等級的MCS Index。
SNR與MCS對應表
速率和SNR要求對應表
接收靈敏度
另外,從上方資料可以看到,要達到好的速度,接收靈敏度(Receive Sensitivity)也很重要。接收靈敏度可以在接收訊號強度低的時候,測試接收端的效能特性。出色的靈敏度效能可確保接收端能夠在距離發射端很遠的情況下,成功執行傳輸作業的解調變功能。
Rx是接收(Receive)的簡稱。接收靈敏度是指無線設備正常工作所需的天線最小訊號接收功率,也就是說是接收端能夠接收信號的最小門檻。

(參考WLAN 量測簡介)
因此,在WLAN系統中提高接收端的接收靈敏度,相當於提高發射端的發射能量。意味著接收端的信號強度越小,速率越低,直至無法接收。所以提高接收端的接收靈敏度與提高發射端的發射功率同等重要。調變機制的複雜度與所需的接收器靈敏度之間的關聯非常明顯。舉例來說,如果是256QAM等較高階的調變機制,接收器就會需要較高的SNR,才能和BPSK等較穩健機制一樣,達到相同的位元錯誤率(BER)。802.11N的64QAM(MCS5)需要達到約20dB以上,接收靈敏度達到-66dBm以上。256QAM(MCS8)需要達到30dB以上,接收靈敏度達到-59dBm以上。802.11AC的64QAM(MCS5)需要達到25dB以上,接收靈敏度達到-60dBm以上。256QAM(MCS8)需要達到35dB以上,接收靈敏度達到-53dBm以上。
MIMO可提升無線通道通訊的穩定性與傳輸率。MIMO技術會在傳輸端與接收端使用多個天線,可說是重要的WLAN標準技術。
MIMO技術主要有2個用途。透過採用空間多工(spatial multiplexing)原理的機制,進而提高資料傳輸率。空間多工就是使用多個天線,同時接收並傳輸多個資料串流,目的為同一個通道。例如,手機和WiFi AP雙邊都是2X2 MIMO。
另一個MIMO技術,空間分集(Spatial Diversity),接收端會結合每個接收天線所擷取到的訊號,進而提高接收訊號的有效SNR。實作接收多樣之後,即可針對訊號強度低的環境,加強接收端的效能。例如,手機2X2 MIMO而WiFi AP為單天線SISO。
乙太網路(有線網路)是全雙工的,比較WiFi網路速度和乙太網速度時,必須記住WiFi網路是半雙工的。所有airtime傳輸都是由上行鏈路和下行鏈路共用的。因此,如果存在一個理論最大通道容量,那麼必須將其劃分為上行鏈路和下行鏈路,共用鏈路頻寬。
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以下為實測結果
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靠近WiFi AP,近距離實測ASUS ZF5Z的5G頻段,下載速度可以有機率突破300Mbps,唯一問題是觸發高階調變的機率較低,接收訊號強度有比其他手機偏弱的現象,造成良好的訊號品質範圍較小。實測5G頻段在-70dBm以上(越接近0訊號越好),有較大機率破百Mbps的速率,這結果從ZF2、ZF3D測試中都可以得到驗證。
而2.4G頻段近距離,實測最大連結能力可以到200Mbps,雖然有支援256QAM調變,但是理論上,下載速度應該可以達到U11的一半,但實測結果ZF5Z近距離2.4G頻段實測,下載不容易破百,而且性能跟華碩的ZF2(ZE551ML)和ZF3D(ZS570KL)差不多(都是64QAM調變),這麼好的845處理器,卻沒有好的無線性能發揮,實在可惜。
且5Z的5G頻段訊號強度低於-80dBm,如果有2.4G頻段,就會跳到2.4G頻段去。
手機和WiFi AP距離拉遠,在ASUS的ZF2(ZE551ML)的5G頻段部分,它的訊號與速度效能,大部分反而比ZF5Z和ZS570KL來的好。
ZF5Z的2.4G頻段部分則是很一般,2.4G頻段該有的效能都沒出來。
在ZF5Z的5G頻段部分,這WiFi問題確實距離AP拉越遠而變明顯,訊號較弱,無線網路的可用性明顯較差。
ASUS RT-AC68U,這台AP已經是華碩的高階機款了,如果覺得換更好的可有改善,那就異想天開了,除非使用高密度佈建WiFi方式。
結論 : 實測結果ZF5Z的WiFi良好收訊範圍會比一般正常手機小許多。影響結果舉例說明,假設正常手機收訊範圍是20公尺,而ZF5Z只有10公尺的收訊能力。
下面測試內容,這些都指的是手機所接收到相同WiFi AP的訊號功率強度。
訊號強度一般是以對數函數(log)的形式表示,相差3dBm接收訊號強度差2倍,相差6dBm強度差4倍,相差9dBm強度差8倍,10dBm強度差10倍,20dBm強度差100倍,30dBm強度差1000倍,依此類推。
測試的時候一直疑惑懷疑,覺得到底是我的5Z手機有問題,還是大家的5Z都存在這問題。

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如果不想看影片就直接看最下面總結圖表結果吧。
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測試位置可以對照下方平面概略圖。
距離WiFi AP 2公尺測試(機身紙盒墊高)
5G頻段訊號測試
5G頻段在近距離測試時候,就可以發現ZF5Z的訊號差別,明顯和其他幾支差異5~10dBm,訊號強度大概差了約3~10倍。
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2.4G頻段訊號測試
2.4G在近距離測試時候,可以發現和其他幾支也差異3~10dBm,訊號強度大概差了約1~10倍。
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距離WiFi AP 2.5公尺測試(機身平放)
5G頻段訊號測試
在近距離2.5公尺測試時候,ZF5Z的訊號明顯和ZF2差了20dBm,和其他幾支差異都約有10dBm,訊號強度大概差了約10~100倍。
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2.4G頻段訊號測試
在近距離2.5公尺測試這部分,ZF5Z的訊號和另外幾支差異不大,但和U11差異約有10dBm。
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距離WiFi AP 6.5公尺測試(機身紙盒墊高)(穿牆)
5G頻段訊號測試(穿牆)
在6.5公尺穿牆測試這部分,ZF5Z的5G頻段訊號明顯強度過低,和其他幾支差異都約有15~20dBm,訊號強度大概差了約30~100倍,測試時會多次斷線,5G頻段訊號完全無訊號,而跳至2.4G頻段造成SpeedTest測試失敗。ZF5Z網路連線部分明顯斷斷續續,可用性很差,對比另外幾支速度差異極大。
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2.4G頻段訊號測試(穿牆)
在6.5公尺測試這部分,ZF5Z的訊號和另外幾支差異不大,但和U11差異也約有10dBm,且速度略輸ZF3D。
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距離WiFi AP 10公尺測試(機身平放)
5G頻段訊號測試
在10公尺平放測試這部分,ZF5Z的5G頻段訊號也明顯強度過低,和其他幾支差異都約有10~15dBm,訊號強度大概差了約10~30倍,測試時候有時會斷線,但因為測試時已經把2.4G頻段清除所以沒有斷線。對比另外幾支速度差異極大,ZF2和ZF3D都可以破百,而U11則接近200Mbps。
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2.4G頻段訊號測試
在10公尺平放測試這部分,ZF5Z的訊號和另外幾支差異不大,但和U11差異也約有10dBm,速度上則是小贏ZF2和ZF3D。
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距離WiFi AP 10公尺測試(機身直立依靠紙箱)
5G頻段訊號測試直立測試點為圖例10m點上方約30公分處。
這部分直立測試時,ZF5Z的5G頻段訊號也明顯強度過低,測試時會跳至2.4G頻段造成SpeedTest測試失敗。訊號強度和其他幾支差異都約有20dBm,訊號強度大概差了約100倍。ZF5Z網路連線部分明顯很慢,網路可用性很差,對比另外幾支速度差異極大,ZF2和ZF3D都可以破百,速度都有近10倍左右的差距。
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2.4G頻段訊號測試
在10公尺直立測試這部分,ZF5Z的訊號和另外幾支差異差異也約有10dBm,雖然速度上是小贏ZF2和ZF3D,但訊號一樣偏弱。
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距離WiFi AP 10公尺測試(機身手機架直立比較測試)
5G頻段訊號測試
直立測試點為圖例10m點上方約30公分處。
這部分只測試HTC U11、ASUS ZF5Z、ASUS ZF3D ZS570KL,作為比較平放與直立、直立手機架之間差異。因為手機腳架不夠,所以只測試三支。
但訊號強度部分和其他幾支差異也都約有15dBm左右,實測速度上還是差異極大,U11和ZF3D都有近200Mbps的速度,而ZF5Z只有約50左右。
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平面位置概略圖(黑線實心鋼筋水泥牆,內部每道牆厚度15cm。)

圖中,AP放置於距地板2公尺高度,每個測試點距離地板高度約為1公尺。
每個人的訊號環境不同,受到距離與訊號環境影響,因此速度結果會不一樣。
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位置可以對照上方平面概略圖。下方表格內顏色是以同一輪測試比較區分排序。
ASUS ZE551ML(年份2015)、ASUS ZF3D ZS570KL(年份2016)、ASUS ZF5Z(年份2018)、HTC U11(年份2017)、HTC M8(年份2014)。
M8、ZE551ML,這2支2.4G頻寬只能跑20MHz,天線都是1X1(SISO)。
U11、5Z、ZS570KL,這三支頻寬為40MHz。U11(2X2 MIMO)、5Z(1X1 SISO)支援256QAM調變。ZS570KL(1X1 SISO)。
ZF5Z的2.4G頻段部分則是很一般。看不出有256QAM高階調變的效能,40MHz頻寬,近距離實測最大連結能力可以到200Mbps,大多情況都只到144Mbps左右,且5Z連近距離實測下載都不會破百。照理說近距離應該要有比華碩ZE551ML和ZS570KL的速度快才對,結果是跟這2支差不了多少。另外,2.4G頻段如果把距離拉更遠,自然就會和U11有差異了,訊號掉到-80dBm以下問題就出來了。
手機2.4G頻段與AP WiFi距離、訊號、速度實測,總結表。

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位置可以對照上方平面概略圖。下方表格內顏色是以同一輪測試比較區分排序。
M8、ZE551ML,5G頻寬跑80MHz,天線都是1X1 SISO。U11、5Z、ZS570KL,5G頻寬跑80MHz,3支都是2X2 MIMO天線,都支援256QAM調變。
ZF5Z不知是天線設計有問題,還是天線接收靈敏度有問題。在5G頻段的測試,距離拉遠一些,整個問題明顯出現,連年份最舊的M8都比他好些。
手機5G頻段與AP WiFi距離、訊號、速度實測,總結表。

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從上面總結,可以看出WiFi訊號低於-80dBm以下問題就出來了,高於-70dBm以上都在良好的訊號範圍內。我這裡環境的WiFi的背景雜訊號大約都落在-90dBm左右,因此訊號強度越低SNR比越差,連線性能與速度也越來越差。
實測結果ZF5Z的WiFi良好收訊範圍會比一般正常手機小許多。影響結果舉例說明,假設正常手機收訊範圍是20公尺,而ZF5Z只有10公尺的收訊能力。