802.11协议族WiFi极限速率计算
802.11协议族WiFi极限速率计算
802.11
802.11协议工作在2.4GHz频段，共13个信道，每个信道的频宽为20MHz。采用FHSS/DSSS传输模式和DPSK编码方式，最高速率为1/2Mbps。
理论最高速率计算：符号率100w/s，每1个word代表1/2位，因此速率为1M/2Mbps。
802.11b
802.11b采用了CCK编码方式，与802.11相比，可以在每个码字中编码4/8位数据。
802.11协议的传输模式下，符号率从100w提升到了137.5w，因此最大速率可达：
137.54=550Mbps（4位编码）
137.58=1100Mbps（8位编码）
所以最大速率可达5.5Mbps或11Mbps。
802.11a
802.11a协议首次使用了OFDM调制方式，大大提高了传输速率。OFDM将22MHz的信道（有效带宽为20MHz）划分为52个子信道，其中48个用于数据传输。采用低速并行传输方式，提高了带宽利用率。
最大速率可达54Mbps，计算方法如下：
有效子载波数：48
编码方式QAM提供位数：64-QAM，6bit
编码率：3/4（纠错码）
每次发送时间：4us
1 s 4 u s ∗ 48 ∗ 6 ∗ 3 4 = 54 M b p s \frac{1s}{4us}486*\frac{3}{4}=54Mbps4us1s ∗48∗6∗43 =54Mbps
802.11g
802.11g协议将OFDM调制方式引入了2.4GHz频段，使得2.4GHz的WLAN速率也能达到54Mbps，同时兼容802.11b协议。计算方法与802.11a相同。
802.11n
802.11n协议引入了MIMO技术，并支持信道绑定。具体来说，802.11n标准支持将两个相邻的20MHz信道合并为一个更宽的40MHz信道。
首先，OFDM优化，从52子信道提高到56子信道，有效子载波数为52。计算如下：
1 s 4 u s ∗ 52 ∗ 6 ∗ 3 4 = 58.5 M b p s \frac{1s}{4us}526*\frac{3}{4}=58.5Mbps4us1s ∗52∗6∗43 =58.5Mbps
其次编码率做了调整：
1 s 4 u s ∗ 52 ∗ 6 ∗ 5 6 = 65 M b p s \frac{1s}{4us}526*\frac{5}{6}=65Mbps4us1s ∗52∗6∗65 =65Mbps
信道绑定，频宽40MHz下子载波数为112，有效子载波为108：
1 s 4 u s ∗ 108 ∗ 6 ∗ 5 6 = 135 M b p s \frac{1s}{4us}1086*\frac{5}{6}=135Mbps4us1s ∗108∗6∗65 =135Mbps
OFDM两次传输之间的保护间隔时间从11a/b/g的800ns缩短为400ns，这样可以进一步将最大速率提升至150Mbit/s。
MIMO技术通过空间复用技术，在1-4条空间流的环境下最大速率将以150Mbit/s的1-4倍进行增长，即150，300，450，600Mbps。
802.11ac
802.11ac协议（仅支持5GHz频段），兼容802.11a/n。
OFDM调制技术，QAM从64阶提升至256阶，8位bit。
信道频宽，从802.11n的20/40MHz提升至80MHz/160MHz（其中80M通过合并相邻40M信道得来，而160MHz频宽则是使用不连续的频段，即80+80）。
空间流，从4提升至8。
常用的双空间流80MHz带宽下，最高速率是866Mbps。计算如下：
2 ∗ 1 s 4 u s ∗ 234 ∗ 8 ∗ 5 6 = 780 M b p s 2*\frac{1s}{4us}2348*\frac{5}{6}=780Mbps2∗4us1s ∗234∗8∗65 =780Mbps
802.11ax
802.11ax，物理层技术：MIMO, OFDM, OFDMA，最高1024QAM调制，10bit，最高8条空间流，最大160MHz带宽。
常用的双流80MHz带宽下，最高物理层速率是1201Mbps。
5G信道
信道定义：WiFi信道是WiFi信号在传输过程中所使用的特定频率通道。在5GHz频段中，有更多的信道可用，这有助于减少信号之间的干扰，提高网络性能。
中国地区信道：
中国地区5GHz WiFi频段具体开放了149、153、157、161和165这5个信道。
其中，可以支持一组80MHz的连续信道捆绑（例如149至161信道），这对于实现高速无线连接非常关键。同时，也支持两组相邻的40MHz信道捆绑（比如149-153和157-161信道）。
信道165可能仅支持20MHz的带宽，因为它与其他信道之间没有足够的空间来组成更宽的频宽。
其他可用信道：
如果设备支持802.11ac标准，那么在5.2GHz频段中还有额外的可用信道，包括36、40、44、48、52、56、60、64。但由于国家使用雷达环境中会与52、56、60、64信道冲突，因此常规模式下建议避开这些雷达信道，以免出现无线终端接入问题。
频宽
频宽定义：WiFi频宽指的是WiFi信号在传输过程中所占用的频率范围。频宽越大，信号传输的速度和容量就越大。
5GHz频段频宽：
在5GHz频段中，由于频率资源的丰富性，可以支持更宽的频宽，如80MHz、160MHz等。
较宽的频宽可以带来更高的数据传输速度和更低的延迟，但同时也需要更多的频率资源。
频宽选择：
在选择频宽时，需要根据实际情况进行权衡，确保网络性能和频率资源之间的平衡。
如果网络环境中存在多个接入点或设备，可能需要选择较窄的频宽以减少干扰。
如果需要高速数据传输和低延迟，那么可以选择较宽的频宽。
802.11n速率表
802.11ac速率表