WIFI理论速度计算
参考:
https://cn.ui.vmall.com/thread-1349237-1-4.html
以下是各个WIFI版本的最大吞吐量表
wifi | 802.11 | 802.11a | 802.11b | 802.11g | 802.11n | 802.11ac |
---|---|---|---|---|---|---|
最大吞吐量(Mbps) | 2 | 54 | 11 | 54 | 600 | 6928 |
强调下,Mbps=Mbit/s即兆比特每秒(1,000,000bit/s)不是MByte/s
这个速率和什么有关呢?
数据信道数、传输比特数、传输码率、工作频宽和传输时间
速率相关计算因子 | 影响因素 | 影响因素 |
---|---|---|
数据信道数 | 传输时间 | 工作频宽 |
传输比特数 | 编码方式 | |
传输码率 | 编码方式 | |
传输时间 |
为了便于理解,将数据吞吐量比作是高速上的人流量来看,以下以两个例子分析:
一、802.11g的最大速率54Mbps的由来
802.11g工作在2.4G频段下,能够支持OFDM和CCK两种调制方式,提供16-QAM、64-QAM、BPSK和QPSK四种编码方式,我们通常说的54Mbps速率就是在2.4G频段下,通过OFDM调制,采用64-QAM编码的情况下实现的。
其中影响速率的计算因子如下:
采用的OFDM能够提供52个子载波信道,但其中仅有48个用于数据传输;
(调制方式–数据信道数)-----相当于有52条车道,仅有48条可用
64-QAM编码方式能够在每个子载波信道通过一次传输过程携带6bit的数据位;(编码方式–传输比特数)
-----每条车道每辆车上有6个座位
64-QAM编码每次传输提供3/4的码率,即有效数据容量;(编码方式–传输码率)
-----所有车辆的平均满座率是3/4
一次传输占用的时间固定为4微秒;(传输时间/传输频率)
-----平均每条车道每4微秒有一辆车发出
根据以上计算因子,802.11g能提供的最大速率(单位时间最多能拉乘客数量)为:
(1秒/4微秒) × (48 × 6bit × 3/4) = 54M
上面的例子没有对无线频宽做出解释,下面再举个栗子^^
二、802.11n单流最大速率150Mbps的由来
802.11n在11g的基础上对OFDM调制方式进行了优化,将子载波信道的数量从52个提升至56个,但只有52个用于数据传输;(调制方式–数据信道数)
-----相当于车道由52条增加至56条,其中仅有52条可用
802.11n对64-QAM编码技术进行优化,将每次传输提供的码率从3/4提升至5/6;(编码方式–传输码率)
-----所有车辆的平均满座率由3/4提升至5/6
802.11n可以工作的频宽从11g的20MHz变为40MHz,这样OFDM所能提供的子载波信道数量从56个进一步提升为112个,其中用来传输数据的子信道数量为108个;(无线频宽–数据信道数)
-----道路宽度增加1倍,车道数相应增加1倍,被占用的4车道释放,共108条车道可用因此,802.11g单流能提供的最大速率(单位时间最多能拉乘客数量)为:
(1秒/4微秒) × (108 × 6bit × 5/6) = 135M
802.11n在条件允许的情况下(当实际环境中的多径效应较小时)可将OFDM两次传输之间的保护间隔时间从11g的800ns缩短为400ns(相当于平均每条车道每3.6微秒有一辆车发出),这样可以进一步将最大速率提升至150Mbit/s。(传输时间/传输频率)
[1秒/(4微秒 - 400纳秒) ] × (108 × 6bit × 5/6) = 150M
三、小结
11g | 11n单流 | 11ac单流 | 11ac单流 | |
---|---|---|---|---|
工作频宽(MHz) | 20 | 40 | 80 | 160/80+80 |
子载波信道数 | 52 | 56*2 | ? | ? |
数据信道数/导频个数 | 48/4 | 108/6 | 234/8 | 468/16 |
传输比特数(bit) | 6 | 6 | 8 | 8 |
传输码率 | 3/4 | 5/6 | 5/6 | 5/6 |
传输时间(μs) | 4 | 3.6 | 3.6 | 3.6 |
传输频率 | 1s/4μs | 1s/3.6μs | 1s/3.6μs | 1s/3.6μs |
最大速率(Mbps) | 54 | 150 | 433 | 866 |
空间流 | 1 | 1 - 4 | 1 - 8 | 1 - 8 |
空间流既包括MIMO技术,也包括各个芯片厂商自己的多路技术,比如高通的DBS技术,也能实现2x2的空间流。
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