码重是什么意思 码率是什么

WiFi 发展史

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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
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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:
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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 。