最近放假在家沒事干，正好剛剛升級了新的500M光纖，換了小米的AX3600路由器，speedtest速率能到580M左右，下面放圖。

下面則是在更新路由器和帶寬之前經(jīng)常斷網(wǎng)的房間的測試數(shù)據(jù)，可以到將近200M

可以看出網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是有很大提升的，直接賦予我在房間快樂沖浪的無上權(quán)力。

舒服之余，下午沒事做的時候就想著把WLAN的一些內(nèi)容整理一下。一個下午的時間看了不少資料，很多原本模糊的概念和數(shù)據(jù)清晰了很多，下面就推導(dǎo)一下AX3600 5G頻段的理論上限速率，也就是2402M這個數(shù)據(jù)是如何而來的。推導(dǎo)出這個數(shù)據(jù)，基本上802.11ax的大多數(shù)熱點(diǎn)名詞都能有一定的了解。

首先需要知道的是計(jì)算理論上限速率的公式是什么，如下：

理論速率 = （符號位長 × 碼率 × 子載波數(shù)量 × 空間流） ÷ 傳輸時間

該公式其實(shí)就是計(jì)網(wǎng)里邊公式  速率 = 碼元速率 × 符號位長  的變式，下面來分析該公式的每一部分。

首先需要計(jì)算符號位長，其實(shí)值得就是傳輸過程中的一個碼元所占的位長，這一數(shù)據(jù)通常和該通信過程中的調(diào)制方式直接相關(guān)。

802.11ax所采用的新型調(diào)制方式為1024QAM，具體原理不在此贅述，大家想要了解的可以上維基看看。

簡單來說則是此種調(diào)制方式的碼元有1024種不同的類型，1024種類型則需要10位二進(jìn)制數(shù)來編碼，這個答案是呼之欲出的。

符號位長為10是在1024QAM的情況下，如果為256QAM，則位長則為8位。256QAM為802.11ac的調(diào)制方式，由此可見在符號位長上，wifi6對于wif5有(10 - 8)/8 = 0.25的提高。

該公式中的碼率不能與碼元速率混淆。在傳輸過程中，為了保證傳輸質(zhì)量，不可能所有位數(shù)都用于數(shù)據(jù)傳輸，需要有一部分?jǐn)?shù)據(jù)用于糾錯等用途。802.11n，802.11ac，802.11ax的最大碼率都是5/6。

之后為數(shù)據(jù)子載波數(shù)量的計(jì)算，該部分應(yīng)該是全文中最繞的一部分內(nèi)容，因?yàn)樯婕暗揭恍┟~的轉(zhuǎn)換，所以會有一定的閱讀難度。

首先我們需要簡單的802.11ax中提出的OFDMA技術(shù)，下圖能夠很好的解釋OFDM與OFDMA的區(qū)別

從圖中可以看出，對于OFDM而言，在每一個時隙內(nèi)，所以子載波都為同1個用戶進(jìn)行服務(wù)，而對于OFDMA而言，在同一時隙中，不同的載波也能夠服務(wù)不同的用戶，靈活性更高。這也是其中A（acess）的意思。

那么這個子載波的數(shù)據(jù)從何而來呢，這也是我今天折騰了最久的問題，如果不考慮原理，下面一個表格可以解決問題

不同的協(xié)議與不同的頻寬對應(yīng)著不同的子載波數(shù)量。如果想要單純計(jì)算，對應(yīng)查表即可。下面簡單描述一下原理，即這個數(shù)目從何而來。

首先解釋頻寬這一參數(shù)的意義。簡單來說就是上網(wǎng)所占用的頻帶寬度?？梢园颜w的頻段當(dāng)成一條大路，而信道則為其中的一些車道。2.4G與5G頻段我們分開說。2.4G頻段中共有13個公用的子信道，每個信道都是公用的，大家都可以隨意選擇，你可以選擇信道1，你家樓上也能選信道2（當(dāng)然一般都是路由器自己選）。每個子信道的中心頻率間隔為5Mhz，而每個信道的范圍則為22Mhz，大家用聰明的小腦瓜想想就能知道，不同頻段，同一頻段不同wifi之間的干擾是必然存在的，上個圖，一目了然。

而對于5G頻段而言，共有40M，80M，160M三種頻寬。而5G頻段分配了總共劃分了36，40，44，48，52，56，64，149，153，157，161，165共計(jì)12個信道。每個信道之間的間距為20M。雖然是相對2.4G有所提高，但如果使用80M與160M頻寬，還是會占用周邊信道的范圍，不可避免的造成干擾。所以實(shí)際使用時很難達(dá)到理想的效果。

下面進(jìn)入看圖說話環(huán)節(jié)，用自家wifi環(huán)境做例子解釋一下。

首先看2.4G頻段，當(dāng)前信道1有兩個wifi占用，所以不可避免的會產(chǎn)生干擾，再看后面的頻段，china-net獨(dú)占用了11信道，303和45db則各自占用一個5G的信道，通信質(zhì)量相對來說較好。（注意該圖中的信道劃分并非成比例，而是示意圖，并非實(shí)際的信道狀況）。

簡單了解了頻寬的物理含義之后，就需要知道如何通過頻寬計(jì)算子載波數(shù)量。子載波需要均勻的分布在一個信道上。對于802.11ax，每個子載波之間的距離為78.125k，這一數(shù)據(jù)是802.11ac的25%。如果要進(jìn)行計(jì)算，取理想情況下的最大頻款80M，得到子載波數(shù)為1024。有些同學(xué)可能會發(fā)現(xiàn)這與表格中的內(nèi)容并不相符。確實(shí)，因?yàn)槭菍?shí)際使用中，并不是所有的頻段都用于傳輸信息的子載波，也會用于保護(hù)子載波等其他用途，具體可見這一文章，其中有非常細(xì)致的解釋，非常難得。扣除其他的頻段后，最后留下來的則是980個子載波用于傳輸數(shù)據(jù)。

接下來是空間流的計(jì)算。首先需要了解MU-MIMO這一技術(shù)。簡單來說，這一技術(shù)能夠顯著提高網(wǎng)絡(luò)總吞吐量。如果想要實(shí)現(xiàn)MU-MIMO傳輸，則需要路由器與手機(jī)等設(shè)備都支持同樣類型的MU-MIMO。目前類型有2×2，4×4 ，8×8，其中的2,4,8則為空間流的值。MU-MIMO具體原理可見文章。以本人的小米11為例，該設(shè)備與AX3600都支持2×2的MU-MIMO，所以能夠完成該類通信。

最后是傳輸時間的計(jì)算，傳輸時間的計(jì)算為傳輸一個碼元（一般稱為symbol，我習(xí)慣叫做碼元）的時間加上碼元之間的時隙。不同協(xié)議的時隙也不相同，如下圖所示：

對于802.11ax而言，時隙為0.8us，總的傳輸時間為12.8us + 0.8us，即13.6us。

綜上，完成了所有變量的計(jì)算，根據(jù)AX3600的硬件參數(shù)，如下圖：

在5G模式下進(jìn)行計(jì)算，理論傳輸速率為 10(碼長) × 5/6(碼率) × 980(子載波) × 4(空間流) ÷ 13.6 = 2401.9M，與官方宣傳的2402M無誤。

 研究了一個下午，才勉強(qiáng)搞清楚了一些最淺顯的內(nèi)容。想要有一定的了解，對于我這樣學(xué)習(xí)過相關(guān)理論知識的人來說都不算輕松，對于其他領(lǐng)域的人來說那學(xué)習(xí)成本則更加高。而目前世面上的多數(shù)商家慣用各種偷換概念，宣傳一些實(shí)際意義并不大的數(shù)據(jù)以博眼球，想要減少這類影響，需要更多人去了解，學(xué)習(xí)。重鑄消費(fèi)者榮光，吾輩義不容辭。