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%。

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 57.8 108 120
1X1 6 64-QAM 3/4 58.5 65 121.5 135
1X1 7 64-QAM 5/6 65 72.2 135 150
2X2 8 BPSK 1/2 13 14.4 27 30
2X2 9 QPSK 1/2 26 28.9 54 60
2X2 10 QPSK 3/4 39 43.3 81 90
2X2 11 16-QAM 1/2 52 57.8 108 120
2X2 12 16-QAM 3/4 78 86.7 162 180
2X2 13 64-QAM 2/3 104 115.6 216 240
2X2 14 64-QAM 3/4 117 130 243 270
2X2 15 64-QAM 5/6 130 144.4 270 300
4X4 24 BPSK 1/2 26 28.9 54 60
4X4 25 QPSK 1/2 52 57.8 108 120
4X4 26 QPSK 3/4 78 86.7 162 180
4X4 27 16-QAM 1/2 104 115.6 216 240
4X4 28 16-QAM 3/4 156 173.3 324 360
4X4 29 64-QAM 2/3 208 231.1 432 480
4X4 30 64-QAM 3/4 234 260 486 540
4X4 31 64-QAM 5/6 260 288.8 540 600

IEEE 802.11ac速率表

  • 对于IEEE 802.11ac,单天线的情况下,理论速率最高为866Mbps;2X2 MIMO的情况下,理论速率最高为1.7Gbps;如果是8X8 MIMO,最高速率可达6.9Gbps。
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
HT80速率(Mbps)
GI=800ns
HT80速率(Mbps)
GI=400ns
HT160速率(Mbps)
GI=800ns
HT160速率(Mbps)
GI=400ns
1X1 0 BPSK 1/2 6.5 7.2 13.5 15 29.3 32.5 58.5 65
1X1 1 QPSK 1/2 13 14.2 27 30 58.5 65 117 130
1X1 2 QPSK 3/4 19.5 21.7 40.5 45 87.8 97.5 175.5 195
1X1 3 16-QAM 1/2 26 28.9 54 60 117 130 234 260
1X1 4 16-QAM 3/4 39 43.3 81 90 175.5 195 351 390
1X1 5 64-QAM 2/3 52 57.8 108 120 234 260 468 520
1X1 6 64-QAM 3/4 58.5 65 121.5 135 263.3 292.5 526.5 585
1X1 7 64-QAM 5/6 65 72.2 135 150 292.5 325 585 650
1X1 8 256-QAM 3/4 78 86.7 162 180 351 390 702 780
1X1 9 256-QAM 5/6 N/A N/A 180 200 390 433.3 780 866
2X2 0 BPSK 1/2 13 14.4 27 30 58.6 65 117 130
2X2 1 QPSK 1/2 26 28.9 54 60 117 130 234 260
2X2 2 QPSK 3/4 39 43.3 81 90 175.6 195 251 390
2X2 3 16-QAM 1/2 52 57.8 108 120 234 260 468 520
2X2 4 16-QAM 3/4 78 86.7 162 180 351 390 802 780
2X2 5 64-QAM 2/3 104 115.6 216 240 468 520 936 1040
2X2 6 64-QAM 3/4 117 130 243 270 526.6 585 1053 1170
2X2 7 64-QAM 5/6 130 144.4 270 300 585 650 1170 1300
2X2 8 256-QAM 3/4 156 173.4 324 360 400 780 1404 1562
2X2 9 256-QAM 5/6 N/A N/A 360 400 780 866.6 1560 1732
4X4 0 BPSK 1/2 26 28.9 54 60 117.2 130 234 260
4X4 1 QPSK 1/2 52 57.8 108 120 234 260 468 520
4X4 2 QPSK 3/4 78 86.7 162 180 351.2 290 702 780
4X4 3 16-QAM 1/2 104 115.6 216 240 468 520 936 1040
4X4 4 16-QAM 3/4 156 173.3 324 360 702 780 1404 1560
4X4 5 64-QAM 2/3 208 231.1 432 480 936 1040 1872 2080
4X4 6 64-QAM 3/4 234 260 486 540 1053.2 1170 2106 2340
4X4 7 64-QAM 5/6 260 288.8 540 600 1179 1300 2340 2600
4X4 8 256-QAM 3/4 312 346.8 648 720 1404 1560 2808 3120
4X4 9 256-QAM 5/6 N/A N/A 720 800 1560 1733.2 3120 3264
8X8 0 BPSK 1/2 52 57.6 108 120 234.4 260 468 520
8X8 1 QPSK 1/2 104 115.2 216 240 468 520 936 1040
8X8 2 QPSK 3/4 156 173.6 324 360 702.4 780 1404 1560
8X8 3 16-QAM 1/2 208 231.2 432 480 936 1040 1872 2080
8X8 4 16-QAM 3/4 312 346.4 648 720 1040 1560 2808 3120
8X8 5 64-QAM 2/3 416 462.4 864 960 1872 2080 3744 4160
8X8 6 64-QAM 3/4 468 520 972 1080 2061.4 2340 4212 4680
8X8 7 64-QAM 5/6 520 577.6 1080 1200 2340 2600 4680 5200
8X8 8 256-QAM 3/4 624 693.6 1296 1440 2808 3120 5616 6240
8X8 9 256-QAM 5/6 N/A N/A 1440 1600 3120 3466.4 6240 6928
  • 对于支持1024-QAM IEEE802.11ac ,速率如下:
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
HT80速率(Mbps)
GI=800ns
HT80速率(Mbps)
GI=400ns
HT160速率(Mbps)
GI=800ns
HT160速率(Mbps)
GI=400ns
1X1 10 1024-QAM 3/4 97.5 108.4 202.5 225 438.5 487.75 887.5 975
1X1 11 1024-QAM 5/6 N/A N/A 225 250 487.5 541.6 975 1083.4
2X2 10 1024-QAM 3/4 195 216.8 405 450 877 975.5 1775 1950
2X2 11 1024-QAM 5/6 N/A N/A 450 500 975 1083.2 1950 2166.8

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