隨著無線通信802.11協議族的不斷發展，WiFi傳輸的物理速率也在高速提升。高性能的802.11n協議目前可以最大支持3條空間流且使用40MHz帶寬捆綁技術達到450Mbps傳輸速率，這是傳統802.11a/g最高速率的十倍之多。802.11n的一個重要特性就是引入了MIMO（Multiple Input Multiple Output，多入多出）技術，在MIMO模式下，一個802.11n射頻模塊可以同時發出多路信號，也可以同時接收多路信號，通過空間多路技術提高了信道利用率。與此對應，每個射頻卡需要連接多根天線，并且由于MIMO技術的特性，可以利用多徑現象提高信號質量。由于物理傳輸模式的改變，802.11n對于天線的輻射角度、天線之間的相關性也有更高的要求。
 
現有的802.11n產品對于每個發送或接收的信號使用一套固定的物理天線，在軟件部分進行不同調制方式的速率選擇來達到最優的結果。在無線實際應用中，AP或STA（Station，工作站）的物理方向會頻繁發生變化，發生邏輯上的空間角度變化，由于路徑發生改變，傳輸吞吐量很容易發生變化，造成性能波動，不能發揮出WiFi網絡的最高性能。
 
為了克服以上困擾，部分設備廠家開始將已在傳統移動通信（如3G，LTE等）中廣泛應用的智能天線技術引入到WiFi設備中，希望以此來提高WiFi用戶的使用體驗，實現提高系統容量、提高頻譜利用率、提高基站接收靈敏度、提高信噪比、改善信號質量等作用。

1、什么是智能天線？

智能天線技術前身是一種波束成形(Beamforming)技術。波束成形技術是發送方在獲取一定的當前時刻當前位置發送方和接收方之間的信道信息，調整信號發送的參數，使得射頻能量向接收方所處位置集中，從而使得接收方接收到的信號質量較好，最終能保持較高的吞吐量。該技術又分為芯片方式(On-Chip) 和硬件智能天線方式(On-Antenna)的兩種。

1.1  芯片方式

芯片方式的波束成形是802.11n協議的一部分，在協議中被稱為TxBF(Tx Beamforming/固定發送波束成形)，其通過協議報文的交互，獲得信道的基礎信息(Channel State Information, CSI)，芯片根據CSI調整3根全向天線上發送信號的相位，使得接收端處信號疊加出較好的效果（如圖1至圖3所示）。

圖1 2個弱波谷和1個強波峰疊加出較差結果

圖2 調節第二根天線上的相位，使得3個信號同步，疊加出較好結果

圖3 TxBF形成的某種輻射圖

1.2  硬件智能天線方式

硬件智能天線方式又名“自適應波束切換技術”，該技術利用具有多個硬件天線的天線陣列，智能的從中選擇多個天線陣子進行信號的發射和接收，不同天線的組合可以形成不同的信號輻射方向，從而可以為處于不同位置的STA選擇最佳的發送或接收天線，提高信號接收質量，最終提升系統的吞吐量。

1、在天線陣列上的不同天線之間有一定的物理距離，從各天線上發出來的信號到達接收方的所經歷的路徑有長有短，從而到達接收方的信號具有時間差。如果接收的信號相位不一樣，硬件智能天線方式可以從多個天線中選擇一組信號疊加效果較好的天線組合，采取自適應快速切換，獲得效果遠好于“On-Chip”方式的信號覆蓋質量。
2、 在天線陣列上的不同天線具有不同的定向性（如圖4所示），組合而成的定向天線具有比全向天線更大的組合增益，可以增加AP設備實際等效發射功率(EIRP：Effective Isotropic Radiated Power)。

圖4 天線陣列中的不同天線具有不同的定向性

1.3  硬件智能天線方式相對于芯片方式的優勢

1、芯片方式會產生額外的干擾，如圖3中的由全向天線的TxBF形成的輻射圖所示，通過對全向天線調節相位難以形成單獨的指向STA的信號，可能會對其它的方向形成干擾，并且會浪費能量；
2、芯片方式需要STA的支持，現有的無線網卡基本都無法支持；
3、芯片方式有額外的吞吐量開銷，芯片方式中AP和STA經常需要進行低速率的獲取信道信息的報文的交互，會影響整體的吞吐量。