Wi-Fi 速率

基本速率

• 基本速率：所有的 Wi-Fi 设备都必须支持的速率。
• 每个STA (工作站）都保存一份传输速率列表（operational rate） ，记录了STA与AP所有支持的速率。
• AP负责维护一组基本速率，所有加入的STA必须支持的速率表。
  • 所有的组播和广播帧，必须以基本速率传输。
  • RTS和CTS等控制帧，必须以基本速率传输。
  • 单播帧可以使用STA支持的任一速率进行传输。
  • 应答帧必须使用与起始帧相同的调制方式（DSSS、CCK或OFDM）进行传输。
• 当信号质量变差，芯片就会以降速，提高发射功率来适应。

参数指标

• 空间流：表示收发设备的天线数量。其中，1X1表示收发都是单天线，2X2 MIMO表示收发采用两根天线。空间流越多，传输速度越快，功耗越大。
• MCS （Modulation and coding scheme）标号：
  • 当存在一根天线(1X1)，在每种带宽下，存在8种速率(记为MCS0-MCS8)
  • 当存在两根天线(2X2)，在每种带宽下，存在16种速率(记为MCS0-MCS15)
  • 当存在三根天线(3X3)，在每种带宽下，存在24种速率(记为MCS0-MCS23)
  • 当存在四根天线(4X4)，在每种带宽下，存在32种速率(记为MCS0-MCS31)
• 码率：编码速率，即有效信息与信息总量的比值。
• 调制方式：将数字信号调制到载波上进行传输。
  • BPSK （Binary Phase Shift Keying） – 二进制相移键控
  • QPSK （Quadrature Phase Shift Keying）-- 正交相移键控
  • 16-QAM，64-QAM，256-QAM，1024-QAM （Quadrature Amplitude Modulation）-- 正交振幅调制
• HT（High Throughput）频宽模式: Wi-Fi的每个信道是20MHz，HT40模式将相邻两个信道捆绑一起进行传输。
• GI Guard Interval）：帧间间隔，IEEE 802.11a/g要求发送的信息之间存在800ns的时间间隔；对于IEEE 802.11n，如果多径效应不严重时，可以将该间隔配置为400ns，将吞吐量提升近10%。

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IEEE 802.11b 速率

调制方式	速率(Mbps)
DSSS	1
DSSS	2
CCK	5.5
CCK	11

IEEE 802.11a/g 速率

调制方式	码率	速率（Mbps）
BPSK	1/2	6
BSPK	3/4	9
QPSK	1/2	12
QPSK	3/4	18
16-QAM	1/2	24
16-QAM	3/4	36
64-QAM	2/3	48
64-QAM	3/4	54

IEEE 802.11n速率表

• IEEE 802.11n速率 = 有效载波数×编码率×子载波传输数位×空间流数×GI加成 / 数据传输时间 #3F51B5
  例如：MCS5，20MHz，短帧间间隔，1X1空间流时：速率= 52 * (2/3) * 6bit * 1 * (10/9) / 4us=57.8Mbps
• 对于IEEE 802.11n，单天线的情况下，理论速率最高为150Mbps；2X2 MIMO的情况下，理论速率最高为300Mbps；如果是4X4 MIMO，最高速率可达600Mbps。

空间流	MCS标号	调制方式	码率	HT20速率(Mbps) GI=800ns	HT20速率(Mbps) GI=400ns	HT40速率(Mbps) GI=800ns	HT40速率(Mbps) GI=400ns
1X1	0	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15
1X1	1	QPSK	1/2	13	14.2	27	30
1X1	2	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45
1X1	3	16-QAM	1/2	26	28.9	54	60
1X1	4	16-QAM	3/4	39	43.3	81	90
1X1	5	64-QAM	2/3	52	57.8	108