wifi理论数据速率计算

经常看到这样的数据，下面是802.11n协议，2X2天线的理论数据速率。：
下面我们就来了解下这是怎么计算出来的。

影响因素

速率的计算需要考虑的因素包括：调制方式、码率、子载波个数（带宽和协议模式不同，子载波的个数也不相同）、符号率、符号利用率，空间流个数。

数据速率

数据速率的理解可以用单位之间内数据传输量来表示，1s内传输数据的量可以叫做速率。

数据速率计算：

公式1：

数据：明白来讲就是bits，t时间中传输了多少个bits，电磁波中的bit都是由symbol(符号)携带的，不同的调制方式决定每个符号可携带的bits数不一样。

每个符号的比特位数知道后，当然要知道1s之内可以传输多少个符号。

符号率：符号率又称波特率，表示载波每秒中变化的数值，可以理解子载波的间距为符号率。
子载波：11n和11ac的子载波相关信息如下：
数据子载波减去先导子载波等于纯数据传输的数据子载波，子载波总数减去数据子载波数就是剩下的空子载波及保护子载波。

NDBPS(Number of data bits per subcarrier,NDBPS)—子载波比特位数；包含所有空间流的比特位。从数学角度考虑，NDBPS是通过每个符号的位数、码率以及子载波的个数等因素决定的。
因此：NDBPS = 每个符号的位数码率数据子载波个数，看到这里各位应该可以知道结果了，数据速率Rdate = NDBPS 符号率。其实不完全对，还有一个因素存在，因为符号和符号之间存在GI，这个防止符号之间相互干扰而会存在一定的时间间隔，T LongGI = 0.8us，T shortGI =0.4us。所以有效的符号使用率并非100%的，实际数据速率的公式应该如下：
Rdata = NDBPS 符号率符号使用率 = NDBPS符号率*TDFT / (TDFT+TGI)

公式2：

符号长度
WiFi协议中，一个做完IFFT后插入GI的时域上的一段数据，称为一个符号（symbol）。一个符号长度越长，则速率越低。因为单位时间发出的符号数越少。1/符号长度(us)其实代表1秒钟可以传输的symbol数量。使用us做单位，是为了速率单位直接就是Mbps。那么如果还可以得到每个symbol包含的数据bit数，不就可以得到每秒钟发出的数据比特数了吗？单位就是Mbps；
有效子载波个数
全称应该是有效子载波的个数/symbol。对802.11ac协议，最高支持160MHz带宽，在这个带宽上，有效子载波的个数是：484-16=468个(其中，484是子载波总个数，16是导频数，468就是有效的数据子载波个数)
每个子载波可以承载的有效bit数
根据802.11ac的协议，最高可以支持256QAM，也就是一个子载波最高可以承载8bit的比特数，256=2^8；
码率
802.11ac中的最高码率是5/6。也就是说发出6个数据，最多有5个是有效数据。
天线数目

计算公式与计算举例

计算11AC 80M Bandwidth、1个空间流的最大理论速率。

公式1

 速率（Mbps） = 1/符号长度(us)* 有效子载波个数 * 每个子载波承载有效bit数 * 码率 * 天线数目

802.11ac 符号长度：最小为3.6us
802.11ac 有效子载波个数：234个(160M带宽484是子载波总个数，16是导频个数，468就是有效的数据子载波个数)
802.11ac每个子载波承载有效bit数：8（256是2的8次方）
802.11ac码率：最高码率5/6
天线数目：1
rate= (1/3.6us)乘234乘8乘5/6乘1= 433Mbit/s

公式2

速率（Mbps） = 每个符号的位数*码率*数据子载波个数*符号率*TDFT / (TDFT+TGI)

每个符号位数：8（256是2的8次方）
码率：最高码率5/6
数据子载波个数：234（80M的有效载波个数）
子载波间距（频率）：312500
rate = 8乘234乘5/6乘312500乘3.2/ (3.2+0.4)=433Mbits/s

结语

这只是简单的数据速率计算，不能作为真正的交互协商应用速率，需要根据具体数值计算，其他协议计算方法类似，还请大家不吝指教。

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