[讨论] WiFi各协议理论速度计算

 802.11g能够提供54Mbps最大速率，802.11n和802.11ac单流分别能够提供150Mbps和433Mbps的最大速率，

这些数字是怎么算的呢？（看红字，更容易理解哟）

　　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：

　　1. 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；

           -----相当于有52条车道，仅有48条可用

　　2. 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；

           -----每条车道每辆车上有6个座位

　　3. 64-QAM编码每次传输提供3/4的码率，即有效数据容量；

           -----所有车辆的平均满座率是3/4

　　4. 一次传输占用的时间固定为4微秒；

           -----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) × (6bit × 48 × 3/4) = 54M

　二、802.11n单流最大速率150Mbps的由来

         1. 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；

            -----相当于车道由52条增加至56条，其中仅有52条可用

　　2. 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；

               -----所有车辆的平均满座率由3/4提升至5/6

       3. 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；

       -----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) × (6bit × 108 × 5/6) = 135M

另外，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。

              [1秒/(4微秒 - 400纳秒) ] × (6bit × 108 × 5/6) = 150M

　　三、小结

       最后，我们来总结影响这三个速率的计算因子，分别是数据信道数、传输比特数、传输码率、工作频宽和传输时间，而路由器调制方式决定了数据信道个数，编码方式决定传输比特数和传输码率，因此，更进一步说，无线Wi-Fi技术能够达到的最大速率主要受到编码方式、调制方式和无线频宽等关键指标的影响。

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