无线路由器及Wi-Fi组网指南( 四 ) _Wi-Fi组网

不同的调制方式，加上不同的码率，就组成了调制编码策略（MCS）。下表是 Wi-Fi 6 中的 MCS 表，可以看出最高阶 MCS 为 11，对应于 1024QAM 加 5/6 的码率。

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Wi-Fi 6 的 MCS 表
正是通过这些技术的不断演进，Wi-Fi 标准一代代向前，速率越来越高，让我们更为畅快地上网。
3 。 Wi-Fi 的上网速率估算
Wi-Fi 到底能达到多大速率呢？
路由器厂家宣传的 Wi-Fi 6 可以达到 1800Mbps，3000Mbps，甚至 5400Mbps 速率，到底是怎么算出来的呢？
要计算 Wi-Fi 可以达到的峰值速率，必须用到前文讲到的几点技术：OFDM，MCS，以及 MIMO 。
OFDM：正交频分多址，把整个系统带宽划分为多个正交的子载波，划分的粒度越细，子载波越多，可同时发送的数据就越多，速率自然也就越高。
此外，OFDM 技术最终要把数据打包在一个一个的符号（Symbol）中发送，每个符号花的时间越短，两个符号之间的间隔（Guard Interval，GI）越小，速率也就越高。
MCS：调制编码策略，对速率的影响主要是调制方式和码率这两方面。无线环境越好，可以使用的调制阶数越高，单位时间携带的比特数也就越多，用于检错纠错的冗余比特也就可以少加一些，码率提升，有用数据的发送速率自然也就加快了。
MIMO：也就是通过多根天线，在空间中能同时发送的数据流数。空间流数越多，速率越高。比如，4x4 MIMO 的理论速率是 2x2 MIMO 两倍，效果立竿见影。
综上，单个频段 Wi-Fi 的峰值速率可以用下面的公式来计算。跟 5G 峰值速率的计算类似，上述公式也可以用公路系统来类比。

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【无线路由器及Wi-Fi组网指南】Wi-Fi 峰值速率计算公式
空间流数相当于多层交通，子载波数量相当于每层公路上的多条车道，调制阶数相当于路上货车的车厢容积，码率相当于给货物增加了包装箱，OFDM 符号时长和符号间隔相当于货车在公路的通行时长再加上发车间隔。

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Wi-Fi 速率和公路运力的类比
空间流数：随着协议的演进，Wi-Fi 能支持的空间流数越来越多，推动峰值速率不断提升。
如下表所示，IEEE 制定的 802.11ac 最多能支持 8 流，但是 Wi-Fi 联盟（WFA）在认证的时候，觉得这个能力过于强了，实现起来成本太高，因此就分成了两个阶段：wave 1 和 wave 2 。

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各 Wi-Fi 协议版本支持的空间流数
这两个阶段的能力也比较保守，并未最终实现 IEEE 的设计能力。Wave 1 可支持 3 流，Wave 2 可支持 4 流。
到了 802.11ax，最多可以支持到 8 流。Wi-Fi 联盟将其包装为 Wi-Fi 6，也不再搞过渡版本了。但你的路由器到底能支持到几流，还要看厂家具体的实现。
有效子载波数量：802.11 系列协议对子载波的划分越来越细，可支持的信道带宽越来越大，这两点促使有效子载波数量不断增加。
如下表所示，802.11n 可支持最大 40M 信道带宽，802.11ac 则能支持 160M 带宽，因此有效子载波数量翻了 4 倍有余。

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各 Wi-Fi 协议版本支持的载波带宽和有效子载波数量
到了 802.11ax，同样最大支持 160M 信道宽度，但子载波间隔却仅为之前协议的 1/4，从而最大支持的子载波数量相比 802.11ac 又翻了 4 倍。
调制阶数：802.11ac 最大支持 256QAM，调制阶数为 8，也就是每个符号可同时携带 8 个比特的数据。

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各 Wi-Fi 协议版本支持的调制阶数
802.11ax 则最大支持到 1024QAM，每个符号可同时携带 10 个比特的数据，比前一代提升了 25% 。
MCS 和码率：协议定义了多种调制方式和码率的组合，就是调制编码策略（Modulation Coding Scheme， MCS）。

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各 Wi-Fi 协议版本支持的 MCS
调制阶数越高，码率越高，抗干扰能力也就越差。因此在无线信号强度足够，且干扰很小的时候，高阶 MCS 才能发挥作用。
符号长度 + 符号间隔：在 802.11ac 及以前，单个符号长度 3.2 微秒，符号间隔是 0.8 微秒，但也支持 0.4 微秒。我们计算峰值速率当然用短的间隔，因此 802.11ac 的符号长度 + 符号间隔为 3.6 微秒。