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 。
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 。
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 。
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) 。
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 。
各Wi-Fi协议版本支持的符号长度和符号间隔
到了802.11ax , 符号长度成了12.8微秒 , 间隔长度为至少0.8微秒 , 两者加起来就是13.6微秒 。
这个值虽远高于之前的协议 , 看似吃了亏 , 但802.11ax在其他方面非常优秀 , 速率还是对前辈形成了碾压之势 。
把上述多个表格中的数据带入公式计算 , 采用该协议可支持的最高阶调试方式及码率 , 符号间隔使用最小值 , 先不考虑空间流数 , 单流的计算结果见下表 。
各Wi-Fi协议版本支持的单流速率
不同无线路由器Wi-Fi峰值速率的支持能力不同 , 主要体现在2.4G和5G这两个频段可支持的带宽 , 以及空间流数 。
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