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转自：百度百科

作者：环球科学大观

近日，一名物理学家通过数学方法为我们证明了家中路由器摆放的最佳位置…在最开始的模拟中，Cole认为将路由器放置在房屋最中心将会得到最佳的WIFI信号。

数学，在生活中到底有没有用？近日，一名物理学家通过数学方法为我们证明了家中路由器摆放的最佳位置…

无线信号（wifi信号）是电磁波。电磁波的传输距离取决于频率和传输过程中的障碍物、功率。电磁波，波长越长，频率就越低（因为速度（光速）是不变的），波长长了，就容易跨过障碍物，传输距离就越远，反之一样。

WIFI的信号技术IEEE 802.11b/g/n 定义被操作在2.4 GHz 的频率中，属于高频电磁波。有效传输距离大概200-400米（不考虑障碍物）。后继标准802.16它采用了与802.11b不同的频段10-66GHz)，但这样的电磁波频率仍然是高频，传输距离稍远一点点，学校商场社区等公共场所使用。WIFI的频率遵循国家的标准，不能随便改低。这是因为各个信号都有自己的频段，乱更改的话，会对其他信号产生干扰。比如：飞机、火车的指挥信号，广播电视信号等等。

所以，普通的WIFI信号，无遮挡也就200米的覆盖范围，大型WIFI的也就能几个足球场大。

面对房屋面积太大的困扰，自2014年起物理学家Jason Cole仔细研究了路由器WiFi信号范围与房屋平面图间的关系。经过不断优化，Cole最终发明出了一个可以定位无线路由器的最佳位置的公式，而这一公式则取决于你家的平面图样式。

研究中，Cole首先绘制了其所居住房屋的平面图，并为墙壁设定了一个信号折射值。随后利用亥姆霍兹方程（Helmholtz equation）来模拟路由器发射出的电磁波。（亥姆霍兹方程是一个描述电磁波的椭圆偏微分方程，以德国物理学家亥姆霍兹的名字命名。）

在最开始的模拟中，Cole认为将路由器放置在房屋最中心将会得到最佳的WIFI信号。显然，这一方案在给定功率点等情况下并不一定是最好的。

为了进一步研究，Cole对模型进行不断修正，充分考虑到了墙体材料（如混凝土、木材）对电磁波的吸收，以及形成驻波的电磁波反射。

最终，Cole还总结出了一条我们早已熟知的规律——距离路由器越远，接收到稳定的WIFI信号就越困难（the further away you are from the router, the tougher it’ll be to try to catch the tendrils of signal.）

但根据房屋平面图的差异，如果找到一个路由器放置的最佳点，就可以实现提高WIFI信号利用率的最优解。

为了简化普通人计算路由器布置最佳位置点的难度，Cole甚至开发了一个Android应用程序，将具体算法集成进app（Helmhurts），可以让你在轻松在自己的房子周围映射wifi信号，从而帮助你找到路由器的最佳安置点。