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	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