码率是什么(码重是什么意思)

WiFi 发展史

1971年美国夏威夷大学研发出第一个WiFi雏形

1980年代NCR公司开发出WaveLAN，被公认为是WiFi的先驱

1990年基于未授权频谱的无线通信IEEE 802.11工作组成立

1997年WiFi标准第一版802.11无线标准发布，采用未授权的2.4GHz频段，传输速率为2Mbps

1999年802.11b协议发布，速率达到11Mbps

2000年，基于5.8GHz频段的802.11a标准发布，速率达到54Mbps，但不兼容802.11b

2003年802.11g发布，速率达到54Mbps，且采用跟802.11b同样的频段

2009年802.11n发布，该协议可以工作在2.4GHz或5.8GHz频段(但不同时运行)，还引入了可选的MIMO和40Hz频宽，使802.11n的频宽达到了802.11 g的两倍。若采用相同的20Hz频道宽度配置，802.11n网络可以达到72Mbps的速度。如果使用双倍宽度的40Hz频道，以及多个天线，数据速度甚至能够高达600Mbps

2013年802.11ac发布，速度达到Gpbs级别，由于支持5.8GHz频段而实现160Hz的频宽。通过波束成形(beamforming)和支持多达8个MIMO数据流，所实现的数据速率可以从最低的433Mbps到6.8Gbps

2019年802.11ax(WiFi 6)发布，传输速率达到10Gbps，下一步802.11ay可达20Gpbs

WiFi理论速率计算：

WiFi的无线传输速率可以按照下面的计算公式进行计算。

整机速率 = 空间流数量 * 1/(Symbol+Gi) * 编码方式 * 码率 * 有效子载波数量

空间流数量：其实就是AP 的天线，天线数越多 ，整机吞吐量也越大，就像高速公路的车整机吞吐量也越大， 8车道一定会比4车道运输量车道运输量更大。当前家用路由器主流都支持2条空间流，商用的AP支持4条流的也比较多。802.11ac和802.11ax单射频支持的最大空间流数量均为8。

Symbol 与 GI：Symbol 就是时域上的传输信号，相邻的两个 Symbol之间 需要 有一 定的空隙（GI ）， 以避免 Symbol之间的干扰。不同 WiFi 标准下的间隙也有不同 ，一般来说传输速度较快时 GI 需要适当增大。

编码方式：编码方式就是调制技术，即 1个 Symbol里面能承载的bit数量 。从 WiFi 1到 WiFi 6，每次调制 技术的提升，都能至少给每条空间流速率带来 20 %以上的提升。

码率：理论上应该是按照编码方式无损传输，但现实没有这么美好。传输时需要加入一些用于纠错的信息码，用冗余换取高可靠度。码率就是排除纠错码之后实际真实传输的数据码占理论值的比例。

有效子载波数量：载波类似于频域上的 Symbol，一个子载波承一个Symbol，不同调制方式及不同频宽下的子载波数量不一样。HT20代表20MHz的带宽，HT80代表80MHz的带宽，具体能使用多大的频谱带宽与当地国家的规定和网络设计有关。特别在采用WiFi规模组网的时候，为了较小不同AP之间的干扰，会采用错开使用的方式。

根据以上公式，我们可以计算一下 802.11ac 与 802.11ax 在 HT80频宽下的单条空间流最大空间流最大 速：

WiFi 6/802.11ax的目标

主要改进目标有：

1. System performance：在高密部署场景中提升至少4倍的每用户平均吞吐性能，并改善终端

设备的电力消耗；降低通信延迟以满足高密场景的QoS应用需求。

2. Spectrum Efficiency：提高无线频谱资源的利用效率，并提供管理临近设备的干扰的能力，以

改善高密部署中的性能。

3. Bands of Operation：规定11ax工作的频段在1Ghz~6Ghz之间。即，包含传统的2GHz和

5GHz频段，以及新增的6Ghz频段。

可以看到，在11ax的目标中没有对最大链接速率的要求，而是高密、多用户、效率等关键字。这

一代协议将朝着更实用、更贴近用户场景的方向迈进。

WiFi 6/802.11ax的关键技术

一、OFDMA频分复用技术

OFDM基础知识：OFDM（正交频分复用）应用在11a、11g、11n及11ac中。与单载波调制方式不同，OFDM将整个载波频段切分成大量紧邻的子频段（子载波），每个子载波采用传统的调制方案，进行低符号率调制。

以11ac 20Mhz带宽为例，子载波的频宽为312.5Khz，子载波数量为64个。每个子载波上，被切分为一个个3.2us的码元+0.8us的保护间隔。然后，64个子载波通过反向傅里叶变换生成时域的信号进行发送。接收端通过傅里叶变换将信号分解为64个子载波，解调每个子载波的数据，通过重新组合得到发送的数据。OFDM方式有频谱效率高，带宽扩展性强，抗多径衰落等优点，因此广泛应用于无线通信领域。

802.11ax引入OFDMA：OFDMA（正交频分多址），是OFDM技术的演进。OFDM技术中，一个报文中的所有的子载波都用于和单一用户通信；OFDMA中，一个报文中不同的子载波可以分配给不同的用户进行并发的通信。OFDMA方式减少了帧前导（Preamble）和帧间隙（SIFS等）及终端之间竞争退（Contention）的时间消耗，从而提升了多用户并发场景的通信效率。

11ax协议中将子载波定义划分了几种不同的用途：

● Data子载波：用于传输数据。

● Pilot子载波：分布在Data子载波内部，辅助Data子载波做同步相位等。

● Unused子载波：又分为DC载波、Guard band子载波，Null子载波。这些子载波也起到辅助和保护的作用。

其中，协议规定了几种不同大小的Data子载波集合，即可分配给单个用户的子载波集合，称为RU（Resource Unit）。

● 26-tone with 2 pilots

● 52-tone with 4 pilots

● 106-tone with 4 pilots

● 242-tone with 8 pilots

● 484-tone with 16 pilots

● 996-tone with 16 pilots

（注：tone即为子载波，26-tone就是26个子载波组成的RU，11ax中每个子载波频宽为78.125KHz，26-tone约为2MHz，是单个用户可分配的最小单位；pilot子载波占据响应数量的子载波，所以26-tone with 2 pilots实际的数据子载波为24个）

上图列出了20MHz频宽下的4种不同大小的RU基本组合：

1. 9x 26-tone，即单个报文的子载波平分给9个终端（中间的一个RU被DC切开）

2. 4x 52-tone + 1x 26-tone，共5个终端

3. 2x 102-tone + 1x 26-tone，共3个终端

4. 1x 242-tone，1个终端独占所有子载波

下表列出了各频宽下不同大小的RU的最大数量：

可以看到，在典型的80Mhz频宽下可以实现37或16终端的大容量并发，这在一些典型的高密并发场景可以带来明显的增益。

OFDMA与 OFDM模式 下多用户吞吐量仿真

二、1024QAM调制技术

在11ac时代最大支持256QAM。11ax引入了更高阶的编码即1024QAM，单位信号可以表达10bit（1024种）的信息，相比256QAM性能提升了25%。

由于1024QAM信息密度的增加，携带不同编码的信号之间的区别也更小，对信号质量的要求也更高。因此该技术在无线环境较好、距离较近的场景中才能充分发挥优势，如信号良好小型的办公室、会议室等。

本文来源于发迹号www.fajihao.com