qpsk调制公式

作者：爱摸鱼的老牛

大家好，我是爱摸鱼的老牛，感谢大家的支持与关注，今天在摸鱼的时间里给大家介绍下路由器的无线速率小知识点。

路由器几乎每家都有，不知道大家在选购路由器的时候会关注哪些指标，天线数量，还是是否支持最新的无线协议，又或者是无线速率？相信大家最熟悉的指标就是无线速率了，几乎每一款路由器都会在标题上写这AC1200，AX3000,AX5400等等，如果你潜意识里一般都是字母越靠后，数字越大越好，那恭喜你，即使不明白这些参数的具体含义，按照这个思路买是正确的。今天就来对这一参数做个介绍，让大家在买路由器的时候能有个底，有不对的地方也欢迎大家的指正。

这个参数由字母和数字两部分组成，前面的一般都是AC或者AX,就是上一篇介绍WiFi协议里面提到过的802.11标准的后缀，AC表示路由器最高支持到WiFi5,AX表示最高支持到WiFi6,现在市面上在售的基本就这两种。后面的数字就表示速率了,单位是Mbps，每秒钟传输的比特数量，8个比特为一个字节。

速率的计算公式为：

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 * 天线个数

1、什么是符号长度

在WiFi协议中，数据首先是0和1的比特流，经过冗余编码，调制后，最后进行傅里叶逆变换到时域上。这个时域上的数据就是符号（symbol），这个符号在时域上的时间就是符号长度，符号长度越长，单位时间内的符号数量就越少。公式里1/符号长度(us)，意思就是1秒钟可以传输的symbol数量。使用us做单位，是这样计算出来的速率单位直接就是Mbps。对于802.11AC，其最小的symbol长度3.6us，对于802.11AX，其最小的symbol长度13.6us。

2、什么是有效子载波个数

这里的有效子载波个数是指一个符号上的有效子载波个数，有效的意思是指传输数据的子载波，因为会有些子载波不传输数据，用来传输导频信号，导频信号可以简单的理解为用来辅助接收端恢复信号。

对于802.11AC，当带宽为160Mhz时，有效子载波个数是484-16=468个，其中16是导频子载波个数，当带宽为80MHz，则减半。对于802.11AX，当带宽为40M时是468个，当带宽为80M时是980个，当带宽为160M时是1960个。

3、什么是每个子载波承载有效bit数

每个子载波上承载的数据是调制后的数据，并不是直接把01比特放在子载波上传输，当然也可以这么干，但是速率就会降低，不同的调制方式可以传输不同的比特数，通俗的讲，比如QPSK就是把2个bit数据调制成1个数据，16QAM就是把4个bit数据调制成1个数据，256QAM就是把8个bit数据调制成1个数据。调制阶数越高，速率越快，相应的抗干扰和噪声能力越差，越容易误码，调制后面也开篇文章专门讲讲。

对于802.11AC，最高可以支持256QAM，对于802.11AX，最高可以支持1024QAM。

4、什么是码率

数据在物理层传输时，一般都会进行冗余编码，简单讲就是长度为n的比特流，经过冗余编码后，长度变为2n，那码率就是1/2，进行冗余编码的作用就是提高纠错能力，码率越低纠错能力越强，传输速率越低，码率越高纠错能力越差，传输速率越高。WiFi5和WiFi6的最高码率都是5/6。

介绍完公式的几个重要参数，接下来就实战算一算吧。

来看看TPLink这款AC1900，这是一款wifi5路由器，其支持的2.4G是工作在wifi4协议，对于wifi4，其单根天线最高支持150Mbps的速率。这款路由器有六根天线，其中三根是2.4G天线，三根是5G天线。5G的带宽是40MHz。那么速率应该是这样算的：

2.4GHz频段：150*3 = 450Mbps

5GHz频段： 1/3.6*(468/2)*8*（5/6）*3= 1300Mbps

合起来只有1750Mbps，还有150Mbps去哪了，看了商品详情页发现，5G的算的是对的，2.4G达到了600Mbps，估计这款路由器在2.4G中使用了特殊的调制方式提高了传输速率，那相应的无线网卡得支持解调才行。

再来看看小米的AX3000，四根天线，两根2.4G天线，两根是5G天线。工作在2.4GHz时，最大带宽为4MHz，5GHz时达到160MHz，所以2.4GHz的速率为：1/13.6*468*10*（5/6）*2=573.5Mbps。5GHz的速率为1/13.6*1960*10*（5/6）*2=2402Mbps，合起来差不多3000Mbps。

这都是理论的峰值速率，是不存在误码的最理想情况的，而实际使用的无线信道环境是很复杂的，存在很多干扰，很难到最高理论值。好了，今天的介绍就到这里啦。

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