淺談WiFi不同頻段帶寬對信號穿透能力的影響

MCS(Modulation and Coding Scheme,調製編碼策略)

相比於 802.11a,802.11n 中引入了 MCS(Modulation and Coding Set)的概念。它集合了 Modulation, FEC Coding, Number of Spatial Channels 等重要參數。

802.11n 支持 Equal Modulation,意味著所有的 Spatial Streams 用的是相同的調製方式,,對應的 MCS Level 是 8~32;也支持 Uequal Modulation,對於不同的 Spatial Streams 會採取不同的調製方式,因為有可能某一 Spatial Stream 傳輸的信道條件不好,這樣調整調製方式和碼率會獲得更好的性能。

下面的圖片展示了 20MHz 和 40MHz 帶寬下,一些常見的 MCS level 對應的傳輸速率。



由於頻寬不同、調製速度不同,信號穿透能力實際存在差異。舉例如20Mhz的穿透能力和80Mhz穿透能力一般情況下是差不多的,這是因為5G射頻的設計就是考慮到5Ghz射頻大多數情況下都是工作在80Mhz這個頻寬的。但是160Mhz的穿透力比80Mhz的穿透能力一般都會少11%以上,原因在於FEM放大晶片的最大功率是恆定的,當頻寬變小時,發射功率會增大。另外影響穿透力的還有MCS調製速率。比如我們VC5755這款5G的Wi-Fi 6 FEM晶片的電氣特性如下:




我們可以看到在EVM條件完全相同時HE80下的典型功率是+20dBm,而HE160時是+18dBm也就說80Mhz比160Mhz的功率要高11%左右,不僅80Mhz比160Mhz的增益高,更低的調製速率MCS9也能得到更高的功率, MCS0~11使用單條空間流,20M帶寬下MCS11速率時,無線速率是143.38Mbps。而當帶寬是320M時,無線速率值已達到2401.96Mbps, 附上802.11的MCS速率表:






總的來說Wi-Fi中,同款設備受制於FEM晶片的不變,頻寬越大,FEM功率越小,造成穿透力越小帶寬和調製等級越高,FEM功率越小,造成穿透力越小。

FAQ

1. 物理層傳輸速率通過MCS表如何進行計算?

舉個例子:對應調製方式為16QAM,編碼效率為1/2的速率。同時我們還需要補充的條件是:在802.11a中,數據子載波是48個,OFDM symbol的時間是4us(簡單理解成每次傳輸的時間間隔),16QAM每次可以傳輸的物理層比特數為4(即2的4次方為16)。即 24Mbps = 48*4*(1/2) / 4us 。每一種速率通過不同的編碼方式,從而達到不同的實際速率。

2. WiFi 信號強度和網速有關係嗎?

網速高的時候,信號肯定是比較強的,反之則不一定,需要同時滿足,1.信號滿足要求,2.路由發送給節點是以高速率(即高MCS)進行發送數據的。

3. 為什麼MCS速率越高傳輸速度越快?

對速率的影響主要是調製方式和碼率這兩方面。無線環境越好,可以使用的調製階數越高,單位時間攜帶的比特數也就越多,用於檢錯糾錯的冗餘比特也就可以少加一些,碼率提升,有用數據的發送速率自然也就加快了。

4.載波頻率與信號調製速率到底是什麼關係?

載波頻率高低就好像馬路的寬度,信號調製速率就好像汽車的寬度。卡車在窄窄的人行道上是開不了的。但是當路足夠寬,四車道還是八車道對卡車都沒什麼影響了。

5.IEEE802.11標準有用到調製信號識別技術嗎?

沒有。

★博文內容均由個人提供,與平台無關,如有違法或侵權,請與網站管理員聯繫。

★文明上網,請理性發言。內容一周內被舉報5次,發文人進小黑屋喔~

評論