[導讀]Wi-Fi，是由Wi-Fi聯(lián)盟進行技術認證和商標授權的一種無線通信技術。它背后的技術標準，則是由美國的電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）制定的802.11系列協(xié)議。?Wi-Fi聯(lián)盟（全稱：國際Wi-Fi聯(lián)盟組織，英語：Wi-FiAlliance，簡稱WFA）一.?Wi-Fi協(xié)議的發(fā)展...
Wi-Fi，是由Wi-Fi聯(lián)盟進行技術認證和商標授權的一種無線通信技術。它背后的技術標準，則是由美國的電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）制定的802.11系列協(xié)議。?
Wi-Fi聯(lián)盟（全稱：國際Wi-Fi聯(lián)盟組織，英語：Wi-Fi Alliance，簡稱WFA）
一.? Wi-Fi協(xié)議的發(fā)展
從1997年的第一個版本開始，802.11系列協(xié)議不斷向前演進，經(jīng)歷了802.11a/b/g/n/ac等多個版本，支持的上網(wǎng)速率也不斷提升。
目前最新的協(xié)議版本是802.11ax，也就是近年來迅速發(fā)展的Wi-Fi 6。
IEEE 802.11系列標準的發(fā)展歷程，從第一代到第六代?在最初的很多年里，世界上并沒有“Wi-Fi 幾代”這樣的說法，直接就用802.11后面加幾個字母這樣的協(xié)議編號，對普通用戶非常不友好。?直到2018年，Wi-Fi聯(lián)盟才決定把下一代技術標準802.11ax用更為簡單易懂的Wi-Fi 6來宣傳。上一代的802.11ac和802.11n，就順理成章地成了Wi-Fi5和Wi-Fi4。
Wi-Fi?6 誕生之后，才有了Wi-Fi 5的叫法
2019年9月16日，Wi-Fi聯(lián)盟宣布啟動Wi-Fi 6認證計劃。此后，Wi-Fi 6的大名響徹了全世界，目前新發(fā)布的設備基本都已經(jīng)支持Wi-Fi 6了。
二.? Wi-Fi信道及使用的頻段
Wi-Fi主要工作在2.4GHz和5GHz這兩個頻段上。這兩個頻段被稱作ISM（Industrial Scientific Medical 工業(yè)，科學，醫(yī)學）頻段，只要發(fā)射功率滿足國家標準要求，就可以不用授權直接使用。
不同國家的ISM頻段有所不同
2.4GHz作為全球最早啟用的ISM頻段，頻譜范圍是2.40GHz～2.4835GHz，共83.5M帶寬。
?我們常用的藍牙，ZigBee，無線USB，也工作在2.4GHz頻段。此外，微波爐和無繩電話使用的頻段也是2.4GHz。甚至，有線USB接口的內部芯片在工作時，也會發(fā)射2.4GHz的無用信號，造成干擾。?由此可見，2.4GHz上同時工作的設備眾多，頻段擁擠不堪，干擾嚴重。?Wi-Fi把2.4Ｇ上的83.5M帶寬劃分為13個信道，每20M一個。注意這些信道是交疊的，本來只能放下3個，現(xiàn)在卻硬生生地擠進去了13個，相互之間的干擾難以避免，只能盡量減輕，大不了大家速度慢一些，排隊輪著用。
2.4G頻譜及信道（第14信道在國內是不允許使用的）
信道交疊到什么程度呢？由下圖可以比較直觀地看出，在這些信道里面，只有1，6，11或者2，7，12，或者3，8，13這三組是完全沒有交疊的，可見2.4GHz頻段的擁堵程度。
?2.4G不交疊的信道分布
到了802.11n，用戶可以使用40M的信道，但2.4GHz頻段依然只有83.5M的總帶寬，就只能容納兩個信道了。因此只有在夜深人靜網(wǎng)絡空閑的時候，單個用戶才有可能使用40M信道，加之來自隔壁老王家的干擾，802.11n的高速率很大程度上難以達到。
2.4G 40M帶寬信道
如果說2.4GHz頻段是羊腸小道的話，5GHz頻段無疑就是康莊大道了。?5GHz頻段的可用范圍是4.910GHz～5.875GHz，有900多M的帶寬，是2.4G的10倍還多！這段頻譜過于寬了，不同國家根據(jù)自身情況，定義了Wi-Fi可以使用的范圍。?比如，在中國5GHz頻譜共有13個20M信道可用作Wi-Fi，連續(xù)的20M信道還可以組成40M，80M，甚至160M信道。
中國5G信道分布圖
5GHz的帶寬大，上面跑的的設備少，用起來自然速度快，干擾小。因此，如果想要家庭網(wǎng)絡達到良好的速率體驗，可用考慮用5GHz來進行全屋覆蓋。?然而尺有所短，寸有所長，5GHz雖然帶寬大干擾小，但是信號傳播衰減快，還很容易被阻擋，穿墻能力很弱。
2.4G和5G Wi-Fi信號的穿透損耗
因此，跟2.4GHz相比，5GHz信號通常要弱得多。
至于它們到底各能覆蓋多少米，這個由于路由器的天線增益，接收靈敏度，家里墻體和障礙物的分布，以及個人期望達到的上網(wǎng)速率都有關聯(lián)，很難具體給出。
?
三.? Wi-Fi關鍵技術
為什么Wi-Fi的速度越來越快？
其實，IEEE的802.11系列協(xié)議一直在跟3GPP的4G/5G相互借鑒，使用的底層技術都是通用的。
? ? ?OFDM/OFDMA
OFDM的全稱是正交頻分復用。系統(tǒng)會在頻域上把載波帶寬分割為多個相互正交的子載波，相當于把一條大路劃分成了并行多個車道，通行效率自然就大幅提升了。
在Wi-Fi 5及以前（802.11a/b/g/n/ac），子載波寬度是312.5KHz。
到了Wi-Fi 6（802.11ax），子載波寬度縮小為78.125KHz，相當于將同樣寬度的路劃分成了更多的車道。
Wi-Fi 6的擁有更多的子載波
在OFDM下，每個用戶必須同時占用全帶寬下的所有子載波。如果某個需要發(fā)送的數(shù)據(jù)沒那么多，把頻率資源用不滿的話，其他用戶也沒法靈活使用，只能干巴巴地排隊等著，頻譜資源的使用效率不高。
為了解決這個問題，Wi-Fi 6引入了OFDMA技術，后面多了個字母A，其全稱也就變成了正交頻分復用多址。多址就是多用戶復用的意思。
OFDM?vs.?OFDMA
OFDMA可以支持多個用戶在同一時刻共享所有子載波。相當于運輸公司把多個用戶的數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包，共同裝車，充分利用車廂容量，大家的發(fā)貨速度就都加快了，頻譜效率得以提升。?? ?? MIMO/波束賦形
路由器上面的天線數(shù)量是越來越多，從看不到天線，到一根，兩根，三根，四根，六根，八根...現(xiàn)在不管啥價錢的路由器，都長得跟螃蟹似的，張牙舞爪好不唬人。
為啥要用這么多天線？就是為了更好地實現(xiàn)MIMO（多輸入多輸出）技術。
簡單來說，就是在信號發(fā)射時，用多根天線來同時發(fā)送多路不同的數(shù)據(jù)，速度自然成倍提升；在接收時，多個天線同時接收手機發(fā)來的信號，跟戴了助聽器一樣，接收靈敏度也得到了增強。
單用戶MIMO（SU-MIMO）
如果所有天線同時只為一個用戶服務，就叫做單用戶MIMO（SU-MIMO）。更進一步，路由器四路發(fā)射，手機四路接收，也可以更精細地叫做4x4 MIMO。
?有時候，路由器的天線眾多能力強悍，但四顧茫然，發(fā)現(xiàn)手機個個都是弱雞。路由器能發(fā)4路信號，但手機最多只能收兩路，最終下來路由器也就不得不配合著只發(fā)兩路。這不是浪費么？
多用戶MIMO（MU-MIMO）
解決辦法也是有的，一個手機的接收天線少，多個手機加起來不就多了？
于是，路由器便將多個手機一起考慮，視作一個功能強大的虛擬手機，這樣就又能實現(xiàn)高階MIMO了。這種多手機共同參與的MIMO就叫做多用戶MIMO（MU- MIMO），又叫虛擬MIMO。
?除此之外，多個天線還可以通過波束賦形技術，形成指向性的窄波束，對準用戶精準覆蓋。由于窄波束的能量集中，因此可以覆蓋得更遠，穿墻效果也能得以提升。
波束賦形
這樣看來，路由器的天線個數(shù)是多多益善呀，買路由器就一定要挑天線多的嗎？這可能是一個陷阱。天線再多，只是在堆一些外部看得見的硬件而已，看起來牛逼閃閃，但內部的設計到底能否支撐這么多天線還是未知數(shù)。
?更重要的是，不論是MIMO，還是波束賦形，都是需要軟件算法支撐的，這里面的復雜度遠高于硬件，不同廠家算法優(yōu)化能力不同，可能導致很大的性能差異。?因此，建議在購買路由器時，不用太關注外部到底能看到多少根天線，而要看他們的產(chǎn)品宣傳，是否支持波束賦形，4x4MIMO，或者MU-MIMO？如果廠家在這方面的宣傳聲勢很大，那至少說明他們對這些功能比較自信并將其作為賣點。
? ?? ?調制編碼策略（MCS）
調制編碼，分為調制和編碼兩部分，它們共同決定了單位時間可以同時發(fā)送的比特數(shù)。
調制編碼策略一般將調制和編碼兩部分綜合起來分為多個等級，級別越高，數(shù)據(jù)發(fā)送的速率也就越快。
調制的作用就是把經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)（一串0和1的隨機組合）映射到前面所說幀結構的最小單元：OFDM符號上。經(jīng)過調制的信號才能最終發(fā)射出去。
BPSK，QPSK，16QAM，64QAM及256QAM星座圖
常用的調制方式包括BPSK、QPSK、16QAM，64QAM和256QAM，能同時發(fā)送的比特數(shù)為1個，2個，4個，6個和8個。
Wi-Fi 6可以支持1024QAM，可同時發(fā)送10個比特的數(shù)據(jù)，速率自然大為提升。
256QAM和1024QAM對比圖
可是，原始數(shù)據(jù)在編碼時，為了糾錯而加入了很多的冗余比特，真正的有用數(shù)據(jù)其實只占一部分。我們考慮上網(wǎng)速率時，說的僅僅是有用數(shù)據(jù)的收發(fā)速率，冗余比特都在解碼的時候丟棄掉了。
這就要引入碼率的概念，也即是有用的數(shù)據(jù)在編碼后總數(shù)據(jù)量中的占比。如果碼率是3/4，就是指編碼后的數(shù)據(jù)中，3/4是有用數(shù)據(jù)，1/4是后來添加的冗余比特。
不同的調制方式，加上不同的碼率，就組成了調制編碼策略（MCS）。
下表是Wi-Fi 6中的MCS表，可以看出最高階MCS為11，對應于1024QAM加5/6的碼率。
Wi-Fi 6 的MCS表
四.? Wi-Fi速率的計算
單個頻段Wi-Fi的峰值速率，可以用下面的公式來計算：
我們可以用公路系統(tǒng)來類比計算模型。
空間流數(shù)相當于多層交通，子載波數(shù)量相當于每層公路上的多條車道，調制階數(shù)相當于路上貨車的車廂容積，碼率相當于給貨物增加了包裝箱，OFDM符號時長和符號間隔相當于貨車在公路的通行時長再加上發(fā)車間隔。
空間流數(shù)：隨著協(xié)議的演進，Wi-Fi能支持的空間流數(shù)越來越多，推動峰值速率不斷提升。
如下表所示，IEEE制定的802.11ac最多能支持8流，但是Wi-Fi聯(lián)盟（WFA）在認證的時候，覺得這個能力過于強了，實現(xiàn)起來成本太高，因此就分成了兩個階段：wave 1和wave 2。
這兩個階段的能力也比較保守，并未最終實現(xiàn)IEEE的設計能力。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聯(lián)盟將其包裝為Wi-Fi 6，也不再搞過渡版本了。但你的路由器到底能支持到幾流，還要看廠家具體的實現(xiàn)。
有效子載波數(shù)量：802.11系列協(xié)議對子載波的劃分越來越細，可支持的信道帶寬越來越大，這兩點促使有效子載波數(shù)量不斷增加。
如下表所示，802.11n可支持最大40M信道帶寬，802.11ac則能支持160M帶寬，因此有效子載波數(shù)量翻了4倍有余。
到了802.11ax，同樣最大支持160M信道寬度，但子載波間隔卻僅為之前協(xié)議的1/4，從而最大支持的子載波數(shù)量相比802.11ac又翻了4倍。
調制階數(shù)：802.11ac最大支持256QAM，調制階數(shù)為8，也就是每個符號可同時攜帶8個比特的數(shù)據(jù)。
802.11ax則最大支持到1024QAM，每個符號可同時攜帶10個比特的數(shù)據(jù)，比前一代提升了25%。
MCS和碼率：協(xié)議定義了多種調制方式和碼率的組合，就是調制編碼策略（Modulation Coding Scheme, MCS）。
調制階數(shù)越高，碼率越高，抗干擾能力也就越差。因此在無線信號強度足夠，且干擾很小的時候，高階MCS才能發(fā)揮作用。
符號長度 符號間隔：在802.11ac及以前，單個符號長度3.2微秒，符號間隔是0.8微秒，但也支持0.4微秒。我們計算峰值速率當然用短的間隔，因此802.11ac的符號長度 符號間隔為3.6微秒。
到了802.11ax，符號長度成了12.8微秒，間隔長度為至少0.8微秒，兩者加起來就是13.6微秒。
這個值雖遠高于之前的協(xié)議，看似吃了虧，但802.11ax在其他方面非常優(yōu)秀，速率還是對前輩形成了碾壓之勢。
把上述多個表格中的數(shù)據(jù)帶入公式計算，采用該協(xié)議可支持的最高階調試方式及碼率，符號間隔使用最小值，先不考慮空間流數(shù)，單流的計算結果見下表。
不同無線路由器Wi-Fi峰值速率的支持能力不同，主要體現(xiàn)在2.4G和5G這兩個頻段可支持的帶寬，以及空間流數(shù)。
2.4GHz通常最大支持到40M帶寬，5GHz頻段可最大支持160M帶寬，再根據(jù)協(xié)議版本的不同，以及空間流數(shù)的不同，把兩個頻段能支持的峰值速率加起來，就是路由器官方宣傳的峰值速率了。
上圖是蜉蝣君根據(jù)路由器的標稱速率，來估計2.4G和5G這兩個頻段可支持的信道帶寬以及流數(shù)，并對速率計算進行了驗證。
舉例來說，對于AC1200，其中的AC是指它最高可以支持到802.11ac協(xié)議（Wi-Fi 5），2.4GHz頻段只能使用802.11n ，支持2x2 MIMO，速率可達300Mbps，5GHz頻段也是2x2 MIMO，速率為867Mbps，總和為1167Mbps，就按照1200M來宣傳了。
對于AX5600，其中的AX是指它最高可以支持到802.11ax協(xié)議（Wi-Fi 6），2.4GHz頻段支持2x2 MIMO，速率可達573.6Mbps，5GHz頻段可支持160M信道帶寬及4x4 MIMO，速率為4804Mbps，總和為5377.6Mbps，就按照5400M來宣傳了。
好了，本期的內容就到這里，如果大家覺得所幫助，歡迎轉發(fā)支持。
—— The End ——
Wi-Fi聯(lián)盟（全稱：國際Wi-Fi聯(lián)盟組織，英語：Wi-Fi Alliance，簡稱WFA）一.? Wi-Fi協(xié)議的發(fā)展
從1997年的第一個版本開始，802.11系列協(xié)議不斷向前演進，經(jīng)歷了802.11a/b/g/n/ac等多個版本，支持的上網(wǎng)速率也不斷提升。
目前最新的協(xié)議版本是802.11ax，也就是近年來迅速發(fā)展的Wi-Fi 6。
IEEE 802.11系列標準的發(fā)展歷程，從第一代到第六代?在最初的很多年里，世界上并沒有“Wi-Fi 幾代”這樣的說法，直接就用802.11后面加幾個字母這樣的協(xié)議編號，對普通用戶非常不友好。?直到2018年，Wi-Fi聯(lián)盟才決定把下一代技術標準802.11ax用更為簡單易懂的Wi-Fi 6來宣傳。上一代的802.11ac和802.11n，就順理成章地成了Wi-Fi5和Wi-Fi4。Wi-Fi?6 誕生之后，才有了Wi-Fi 5的叫法2019年9月16日，Wi-Fi聯(lián)盟宣布啟動Wi-Fi 6認證計劃。此后，Wi-Fi 6的大名響徹了全世界，目前新發(fā)布的設備基本都已經(jīng)支持Wi-Fi 6了。
二.? Wi-Fi信道及使用的頻段
Wi-Fi主要工作在2.4GHz和5GHz這兩個頻段上。這兩個頻段被稱作ISM（Industrial Scientific Medical 工業(yè)，科學，醫(yī)學）頻段，只要發(fā)射功率滿足國家標準要求，就可以不用授權直接使用。
不同國家的ISM頻段有所不同2.4GHz作為全球最早啟用的ISM頻段，頻譜范圍是2.40GHz～2.4835GHz，共83.5M帶寬。
?我們常用的藍牙，ZigBee，無線USB，也工作在2.4GHz頻段。此外，微波爐和無繩電話使用的頻段也是2.4GHz。甚至，有線USB接口的內部芯片在工作時，也會發(fā)射2.4GHz的無用信號，造成干擾。?由此可見，2.4GHz上同時工作的設備眾多，頻段擁擠不堪，干擾嚴重。?Wi-Fi把2.4Ｇ上的83.5M帶寬劃分為13個信道，每20M一個。注意這些信道是交疊的，本來只能放下3個，現(xiàn)在卻硬生生地擠進去了13個，相互之間的干擾難以避免，只能盡量減輕，大不了大家速度慢一些，排隊輪著用。
2.4G頻譜及信道（第14信道在國內是不允許使用的）信道交疊到什么程度呢？由下圖可以比較直觀地看出，在這些信道里面，只有1，6，11或者2，7，12，或者3，8，13這三組是完全沒有交疊的，可見2.4GHz頻段的擁堵程度。
?2.4G不交疊的信道分布到了802.11n，用戶可以使用40M的信道，但2.4GHz頻段依然只有83.5M的總帶寬，就只能容納兩個信道了。因此只有在夜深人靜網(wǎng)絡空閑的時候，單個用戶才有可能使用40M信道，加之來自隔壁老王家的干擾，802.11n的高速率很大程度上難以達到。
2.4G 40M帶寬信道如果說2.4GHz頻段是羊腸小道的話，5GHz頻段無疑就是康莊大道了。?5GHz頻段的可用范圍是4.910GHz～5.875GHz，有900多M的帶寬，是2.4G的10倍還多！這段頻譜過于寬了，不同國家根據(jù)自身情況，定義了Wi-Fi可以使用的范圍。?比如，在中國5GHz頻譜共有13個20M信道可用作Wi-Fi，連續(xù)的20M信道還可以組成40M，80M，甚至160M信道。
中國5G信道分布圖5GHz的帶寬大，上面跑的的設備少，用起來自然速度快，干擾小。因此，如果想要家庭網(wǎng)絡達到良好的速率體驗，可用考慮用5GHz來進行全屋覆蓋。?然而尺有所短，寸有所長，5GHz雖然帶寬大干擾小，但是信號傳播衰減快，還很容易被阻擋，穿墻能力很弱。
2.4G和5G Wi-Fi信號的穿透損耗因此，跟2.4GHz相比，5GHz信號通常要弱得多。
至于它們到底各能覆蓋多少米，這個由于路由器的天線增益，接收靈敏度，家里墻體和障礙物的分布，以及個人期望達到的上網(wǎng)速率都有關聯(lián)，很難具體給出。
?
三.? Wi-Fi關鍵技術
為什么Wi-Fi的速度越來越快？
其實，IEEE的802.11系列協(xié)議一直在跟3GPP的4G/5G相互借鑒，使用的底層技術都是通用的。
? ? ?OFDM/OFDMA
OFDM的全稱是正交頻分復用。系統(tǒng)會在頻域上把載波帶寬分割為多個相互正交的子載波，相當于把一條大路劃分成了并行多個車道，通行效率自然就大幅提升了。
在Wi-Fi 5及以前（802.11a/b/g/n/ac），子載波寬度是312.5KHz。
到了Wi-Fi 6（802.11ax），子載波寬度縮小為78.125KHz，相當于將同樣寬度的路劃分成了更多的車道。
Wi-Fi 6的擁有更多的子載波在OFDM下，每個用戶必須同時占用全帶寬下的所有子載波。如果某個需要發(fā)送的數(shù)據(jù)沒那么多，把頻率資源用不滿的話，其他用戶也沒法靈活使用，只能干巴巴地排隊等著，頻譜資源的使用效率不高。
為了解決這個問題，Wi-Fi 6引入了OFDMA技術，后面多了個字母A，其全稱也就變成了正交頻分復用多址。多址就是多用戶復用的意思。
OFDM?vs.?OFDMAOFDMA可以支持多個用戶在同一時刻共享所有子載波。相當于運輸公司把多個用戶的數(shù)據(jù)統(tǒng)一打包，共同裝車，充分利用車廂容量，大家的發(fā)貨速度就都加快了，頻譜效率得以提升。?? ?? MIMO/波束賦形
路由器上面的天線數(shù)量是越來越多，從看不到天線，到一根，兩根，三根，四根，六根，八根...現(xiàn)在不管啥價錢的路由器，都長得跟螃蟹似的，張牙舞爪好不唬人。
為啥要用這么多天線？就是為了更好地實現(xiàn)MIMO（多輸入多輸出）技術。
簡單來說，就是在信號發(fā)射時，用多根天線來同時發(fā)送多路不同的數(shù)據(jù)，速度自然成倍提升；在接收時，多個天線同時接收手機發(fā)來的信號，跟戴了助聽器一樣，接收靈敏度也得到了增強。
單用戶MIMO（SU-MIMO）如果所有天線同時只為一個用戶服務，就叫做單用戶MIMO（SU-MIMO）。更進一步，路由器四路發(fā)射，手機四路接收，也可以更精細地叫做4x4 MIMO。
?有時候，路由器的天線眾多能力強悍，但四顧茫然，發(fā)現(xiàn)手機個個都是弱雞。路由器能發(fā)4路信號，但手機最多只能收兩路，最終下來路由器也就不得不配合著只發(fā)兩路。這不是浪費么？
多用戶MIMO（MU-MIMO）解決辦法也是有的，一個手機的接收天線少，多個手機加起來不就多了？
于是，路由器便將多個手機一起考慮，視作一個功能強大的虛擬手機，這樣就又能實現(xiàn)高階MIMO了。這種多手機共同參與的MIMO就叫做多用戶MIMO（MU- MIMO），又叫虛擬MIMO。
?除此之外，多個天線還可以通過波束賦形技術，形成指向性的窄波束，對準用戶精準覆蓋。由于窄波束的能量集中，因此可以覆蓋得更遠，穿墻效果也能得以提升。
波束賦形這樣看來，路由器的天線個數(shù)是多多益善呀，買路由器就一定要挑天線多的嗎？這可能是一個陷阱。天線再多，只是在堆一些外部看得見的硬件而已，看起來牛逼閃閃，但內部的設計到底能否支撐這么多天線還是未知數(shù)。
?更重要的是，不論是MIMO，還是波束賦形，都是需要軟件算法支撐的，這里面的復雜度遠高于硬件，不同廠家算法優(yōu)化能力不同，可能導致很大的性能差異。?因此，建議在購買路由器時，不用太關注外部到底能看到多少根天線，而要看他們的產(chǎn)品宣傳，是否支持波束賦形，4x4MIMO，或者MU-MIMO？如果廠家在這方面的宣傳聲勢很大，那至少說明他們對這些功能比較自信并將其作為賣點。
? ?? ?調制編碼策略（MCS）
調制編碼，分為調制和編碼兩部分，它們共同決定了單位時間可以同時發(fā)送的比特數(shù)。
調制編碼策略一般將調制和編碼兩部分綜合起來分為多個等級，級別越高，數(shù)據(jù)發(fā)送的速率也就越快。
調制的作用就是把經(jīng)過編碼的數(shù)據(jù)（一串0和1的隨機組合）映射到前面所說幀結構的最小單元：OFDM符號上。經(jīng)過調制的信號才能最終發(fā)射出去。
BPSK，QPSK，16QAM，64QAM及256QAM星座圖常用的調制方式包括BPSK、QPSK、16QAM，64QAM和256QAM，能同時發(fā)送的比特數(shù)為1個，2個，4個，6個和8個。
Wi-Fi 6可以支持1024QAM，可同時發(fā)送10個比特的數(shù)據(jù)，速率自然大為提升。
256QAM和1024QAM對比圖可是，原始數(shù)據(jù)在編碼時，為了糾錯而加入了很多的冗余比特，真正的有用數(shù)據(jù)其實只占一部分。我們考慮上網(wǎng)速率時，說的僅僅是有用數(shù)據(jù)的收發(fā)速率，冗余比特都在解碼的時候丟棄掉了。
這就要引入碼率的概念，也即是有用的數(shù)據(jù)在編碼后總數(shù)據(jù)量中的占比。如果碼率是3/4，就是指編碼后的數(shù)據(jù)中，3/4是有用數(shù)據(jù)，1/4是后來添加的冗余比特。
不同的調制方式，加上不同的碼率，就組成了調制編碼策略（MCS）。
下表是Wi-Fi 6中的MCS表，可以看出最高階MCS為11，對應于1024QAM加5/6的碼率。
Wi-Fi 6 的MCS表四.? Wi-Fi速率的計算
單個頻段Wi-Fi的峰值速率，可以用下面的公式來計算：
我們可以用公路系統(tǒng)來類比計算模型。
空間流數(shù)相當于多層交通，子載波數(shù)量相當于每層公路上的多條車道，調制階數(shù)相當于路上貨車的車廂容積，碼率相當于給貨物增加了包裝箱，OFDM符號時長和符號間隔相當于貨車在公路的通行時長再加上發(fā)車間隔。
空間流數(shù)：隨著協(xié)議的演進，Wi-Fi能支持的空間流數(shù)越來越多，推動峰值速率不斷提升。
如下表所示，IEEE制定的802.11ac最多能支持8流，但是Wi-Fi聯(lián)盟（WFA）在認證的時候，覺得這個能力過于強了，實現(xiàn)起來成本太高，因此就分成了兩個階段：wave 1和wave 2。
這兩個階段的能力也比較保守，并未最終實現(xiàn)IEEE的設計能力。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聯(lián)盟將其包裝為Wi-Fi 6，也不再搞過渡版本了。但你的路由器到底能支持到幾流，還要看廠家具體的實現(xiàn)。
有效子載波數(shù)量：802.11系列協(xié)議對子載波的劃分越來越細，可支持的信道帶寬越來越大，這兩點促使有效子載波數(shù)量不斷增加。
如下表所示，802.11n可支持最大40M信道帶寬，802.11ac則能支持160M帶寬，因此有效子載波數(shù)量翻了4倍有余。
到了802.11ax，同樣最大支持160M信道寬度，但子載波間隔卻僅為之前協(xié)議的1/4，從而最大支持的子載波數(shù)量相比802.11ac又翻了4倍。
調制階數(shù)：802.11ac最大支持256QAM，調制階數(shù)為8，也就是每個符號可同時攜帶8個比特的數(shù)據(jù)。
802.11ax則最大支持到1024QAM，每個符號可同時攜帶10個比特的數(shù)據(jù)，比前一代提升了25%。
MCS和碼率：協(xié)議定義了多種調制方式和碼率的組合，就是調制編碼策略（Modulation Coding Scheme, MCS）。
調制階數(shù)越高，碼率越高，抗干擾能力也就越差。因此在無線信號強度足夠，且干擾很小的時候，高階MCS才能發(fā)揮作用。
符號長度 符號間隔：在802.11ac及以前，單個符號長度3.2微秒，符號間隔是0.8微秒，但也支持0.4微秒。我們計算峰值速率當然用短的間隔，因此802.11ac的符號長度 符號間隔為3.6微秒。
到了802.11ax，符號長度成了12.8微秒，間隔長度為至少0.8微秒，兩者加起來就是13.6微秒。
這個值雖遠高于之前的協(xié)議，看似吃了虧，但802.11ax在其他方面非常優(yōu)秀，速率還是對前輩形成了碾壓之勢。
把上述多個表格中的數(shù)據(jù)帶入公式計算，采用該協(xié)議可支持的最高階調試方式及碼率，符號間隔使用最小值，先不考慮空間流數(shù)，單流的計算結果見下表。
不同無線路由器Wi-Fi峰值速率的支持能力不同，主要體現(xiàn)在2.4G和5G這兩個頻段可支持的帶寬，以及空間流數(shù)。
2.4GHz通常最大支持到40M帶寬，5GHz頻段可最大支持160M帶寬，再根據(jù)協(xié)議版本的不同，以及空間流數(shù)的不同，把兩個頻段能支持的峰值速率加起來，就是路由器官方宣傳的峰值速率了。
上圖是蜉蝣君根據(jù)路由器的標稱速率，來估計2.4G和5G這兩個頻段可支持的信道帶寬以及流數(shù)，并對速率計算進行了驗證。
舉例來說，對于AC1200，其中的AC是指它最高可以支持到802.11ac協(xié)議（Wi-Fi 5），2.4GHz頻段只能使用802.11n ，支持2x2 MIMO，速率可達300Mbps，5GHz頻段也是2x2 MIMO，速率為867Mbps，總和為1167Mbps，就按照1200M來宣傳了。
對于AX5600，其中的AX是指它最高可以支持到802.11ax協(xié)議（Wi-Fi 6），2.4GHz頻段支持2x2 MIMO，速率可達573.6Mbps，5GHz頻段可支持160M信道帶寬及4x4 MIMO，速率為4804Mbps，總和為5377.6Mbps，就按照5400M來宣傳了。
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