【科普】为什么WiFi自动信道选到的信道多数在1/6/11

http://bbs.hiwifi.com/thread-4126-1-1.html

论坛上不少朋友很困惑，为什么小极的自动信道选择选到的信道只会在1、6、11这三个信道呢？WiFi不是一共有10几个信道吗？其他信道岂不是浪费了？

这个问题是个非常典型的问题，问100个人，几乎100个人不知道答案的。为了回答这个问题，我准备不少基础知识，但是，既解释原理，又让它不是那么深涩，是有难度的，所以，如果读不懂的朋友，请多看几遍，欢迎在此话题下讨论，我看到了给你讲的更细一点。

首先，需要肯定的一点，不是小极的工程师能力不行，搞出这样的算法...(某工程师掩面而泣)，而是，这是一个通用作法，是符合协议和WiFi传输原理的设计，先看一幅图：


从图中，我们很直观的看到，在一个典型的应用环境下，所有厂家的设备仿佛被某种力量牵引着，把设备的信道都设在了1、6、11这三个信道。这是为什么呢？因为，在WiFi的世界中，有一条原则雷打不动，那就是在信道范围内，同一时刻，只有一台设备可以发信号，其他设备都需要等待。

我们知道，WiFi的原理是把数据载到电磁波上，通过一定的算法来识别。那么，问题来了，如果空气中有两个设备同时发出WiFi数据，他们所在的信道又一样，这两束电磁波在空气中就会叠加（叠加原理），从而变形，变成谁都无法识别的错误数据。对我们百姓来说，不需要理解他们是如何叠加的，那是麦克斯韦、薛定谔、爱因斯坦那种级别的大佬关心的内容。所以，

结论一：因为WiFi是电磁波，所以在同一个频率范围内，某个时刻只能有一台设备工作，否则就会出错。

既然有上述特性，那么，靠大家自觉是不现实的。所以，WiFi的协议中给出了严谨的算法，来保证遵守WiFi802.11协议的设备，能够在相同的频率范围，不冲突，大家有秩序排队干活。因此，为了让各个芯片厂家有据可循，WiFi协议对频率与信道的对应做了规定，举例来说：1信道的中心频率是2.412GHz，信道有效带宽是20MHz，实际带宽是22MHz，其中的2MHz带宽是隔离带，防止某些厂商能力不足，精度无法控制的刚刚好，留点余量。如何直观的理解这个约定呢？我画了一幅图，如下所示：


从图中，我们可以直观的看到，每个信道的中心频率是多少，它所能够覆盖的范围是多少。这里，简单解释有效频率的概念，涉及到无线电传输理论，我尽量言简意赅。电磁波之所以能够传输数据，是因为波的振幅，频率等信息可以唯一确定一个矢量，只要我们对这个矢量进行编解码，就可以对应010101数据串。与网线传输数据类似，网线传输数据时，高电压表示0，低电压表示1，所以，在网线上传输的数据，就是一堆的高低高低高低高低电压组合。用电磁波来传输数据有带宽的概念，即1束波可以传1位数据，还是2位数据，还是3位数据，是有讲究的。通常，我们把这束波叫子载波，一个子载波多了可以传3位数据，即（001,110,010，等等），少了只能传1位数据，如（1或者0），那么，同时能发出多少束子载波由有效带宽决定。在WiFi的协议中约定有效带宽是20MHz，802.11N协议中，有一种有效带宽是40MHz，802.11AC协议中，有一种有效带宽是80MHz。可以直观的理解，有效带宽越宽，单位时间传输的数据量就越大，为啥11AC那么牛逼哄哄，就这个道理。

回到本话题，我们知道有了有效带宽是20MHz（老实本分，不喧哗...），那就要知道有效信道。所谓有效信道是工作时，互不干扰的有效带宽所对应的的中心频率，从上图可以看出，我在图中也给出了结论，有效信道的组合也就3种。

那么，为什么业内都要有用1、6、11这种组合呢，为啥不用其他两种组合，这里，又要涉及到一个小知识点，开篇我有解释，中国支持1-13个信道，那么，中国之外呢？欧洲支持1-13信道，美国支持1-11信道，日本支持1-14信道，总的来看，子集是1-11信道。因此，把设备的自动信道设为1-6-11这三个信道，是即安全，又普遍且皆大欢喜的作法。因此，结论来了：

结论二：信道设为1、6、11由有效信道而来，并且，从各个国家的法规出发，选择1、6、11最稳妥。

由此可以引出一个我们日常生活中常见的误区：

小王问：“张导，为啥我的小极朋友的手机搜索不到呢？是不是你家小极挫啊...”
答案：查了一下信道，发现他设了手动信道13，然后先不问为什么设13，直接告诉他，小王啊，你把信道设到1信道试试，他按照我的说法做了，他朋友的手机果然搜到小极。于是，他很困惑，丈二和尚摸不着头脑，这是为什么呢？我告诉他，不要急，我正在写一篇科普帖子，看看这篇帖子就明白原因了。（实际原因是他朋友的手机是国外行货，比如美国货，不支持12,13信道...）。

结束语，这不是结尾，这是开始，还有几篇科普的帖子会以这篇为理论依据，来解释你们看起来困惑，其实很原理很简单的现象。

谢谢大家支持~！相互学习，共同进步！

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