無線速率是什麼意思

無線速率即無線網路的傳輸速率，是WIFI的關鍵參數，它顯示了無線裝置支援多少頻寬，也就是說能有多少速率來互相連線。常見的無線路由器所標識的無線傳輸速率均是以Mbps為單位的；Mbps是一種傳輸速率單位，指每秒傳輸的位元（位元）數量。 1Mbps代表每秒傳輸1000000位元（bit）。

本教學操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

無線速率簡介

無線速率是WIFI（即無線網路）的關鍵參數，它顯示了你這個無線裝置支援多少頻寬，也就是說能有多少速率可以互相連結。

常見的無線路由器所識別的無線傳輸速率都是以Mbps為單位的。

Mbps是megabits per second的縮寫，是一種傳輸速率單位，指每秒傳輸的位元（位元）數量。 1Mbps代表每秒傳輸1，000，000位元（bit），即每秒傳輸的資料量為：1，000，000/8=125，000Byte/s。

• MB，全名為MByte，意思是“兆位元組”

• Mb，全名為Mbit，意思是“兆位元” 。

其中，MByte是指位元組數量，而Mbit則是指比特位數，兩者都是資料量測單位，但數量級卻是完全不同的。

Byte是“位元組數”，bit是“位數”，在電腦中每八位元為一位元組，也就是1Byte＝8bit，即兩者是8:1的比例關係

例如54M是指支援802.11G協定的無線技術，一般這個速率我們會有54/8=6.75MB/s的理論傳輸速率；108M是支援802.11N協定的無線技術，同上，理論傳輸速率為13.5MB/SXXMB/S，這個數值就是我們平常在迅雷下東西時看到的那個速率單位。

無線速率瓶頸與相關技術

現今社會，人民已越來越離不開無所不在的WiFi，雖然這幾年WiFi越來越穩，越來越快，但體驗和穩定性卻仍遠沒有有線好，在各大運營商大提速的時代，無線也在速率上有一定瓶頸，這是為什麼呢？

一是無線技術遠比有線技術複雜太多，包括了實體層（MIMO、SDM、MIMO-OFD、MFEC (ForwardError Correction)、Short GuardInterval（GI）、通道綁定技術、 MCS (Modulation Coding Scheme)、MRC (Maximal-Ratio Combining)…）和MAC層（幀聚合、 Block ACK…）等眾多技術，再一次印證了越是簡單的模型結構穩定性就越好的道理；二是無線的使用環境特性，除了依靠不怎麼靠譜空氣傳播之外，就是用戶千差萬別的使用環境，注定了其比有線更容易受到干擾。

下面進入正題，因為所含技術比較多，不可能一一點到，這裡也只挑幾個比較有代表性的來說，歡迎各位路友進行補充討論。

一、頻段頻率寬

#也常被稱為通道頻寬，是調變載波佔據的頻率範圍，也是發送無線訊號頻率的標準。對於無線技術，提高所用頻譜的寬度，可以最為直接地提高吞吐。這就好比將原本正反方向的道路隔離帶拆掉，並為同一條單行道，直接提高通車能力。傳統802.11a/g使用的頻寬是20MHz，而用40MHz綁定技術，可以對兩個20MHz頻道加以捆綁，直接提高吞吐，這樣整個2.4GHz（2.4-2.4835GHz）頻段範圍內只能容納一個40MHz的頻率寬度。而5GHz頻段支援80MHz的頻道，即綁定4個頻道，並且最高可以支援綁定8個頻道，從而整個頻道能夠到達160MHz，如果將頻譜資源比喻成馬路的話，802.11a/b/g時代就好像是單車道，承載能力有限，而到了802.11n時代發展為雙車道，大大提高了流量，而802.11ac可以達到8車道，承載能力可想而知。

要注意的是：在2.4GHz頻段下，對於一條空間流，並不是僅僅將吞吐從72.2 Mbps提高到144.4（即72.2×2）Mbps。對於20MHz頻寬，為了減少相鄰頻道的干擾，在其兩側預留了一小部分的頻寬邊界。而透過40MHz綁定技術，這些預留的頻寬也可以用來通訊，可以將子載體從104（52×2）提高到108。以72.2x2x108/104進行計算，所得吞吐能力就達到了150Mbps。

Short Guard Interval （GI）這裡先跳過，等下會說到

任何事物都具兩面性，有利必有弊，頻道綁定技術雖然提速很明顯，但會導致無線訊號的抗干擾能力大幅降低，是速度還是穩定，這就要看各自的需求了，如果不想費事，那就預設路由的「自動」模式吧。

二、QAM（即正交幅度調製，Quadrature Amplitude Modulation）。

這是與無線傳輸速度緊密相關的「硬指標」之一。 QAM是振幅、相位聯合調變的技術，它同時利用了載波的振幅和相位來傳遞訊息比特，因此在最小距離相同的條件下可實現更高的頻帶利用率。調變方式通常有二進位QAM（4QAM）、四進位QAM（16QAM）、八進位QAM（64QAM）…，對應的空間訊號向量端點分佈圖稱為“星座圖”，分別有4、16、64… …個向量端點。如下圖：

理論上，樣點數目越多，其傳輸效率越高，但其效能受到路由主控晶片、無線控制晶片規格、無線技術規範以及頻段等多方面因素的影響，目前最高已達1024QAM，但支援設備極少，接取終端普遍不支援。

大多數無線產品2.4G頻段部分一般最高只支援64 QAM的調變模式。即單一空間流理論傳輸速率為150Mbps（運轉在40MHz頻寬時）。使用了TurboQAM等黑科技的設備，透過向下加載256QAM（在802.11n下運作），可以使單一空間流理論傳輸速率達到200Mbps，提升約1.3倍。

而採用1024QAM的設備，單一空間流可進一步提升到250Mbps，再提速25%。這也就是為什麼有的路由，同樣4個天線，旗艦路由速率可以達到800-1000Mbps，普通路由卻只有600Mbps重要原因了。如採用博通BCM4366晶片組的網件R8500（1000 2167 2167），還未上市的TL-WDR9540（1000 2167 2167）等等。

欲了解更多信息，可以自行搜尋關鍵字「QAM」。

三、MIMO——Multiple-InputMultiple-Output（多入多出技術）

“雙拳難敵四手”，單一空間流的速率提升畢竟有限，於是乎多天線系統的就出現了。 MIMO是802.11n物理層的核心，同時也是當今3/4/5G、IEEE 802.16e WIMAX等的射頻關鍵技術。

顧名思義，MIMO就是透過多種天線對無線訊號進行同步收發，以此來抑制訊號衰減，改善通訊質量，並在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，成倍增加資料傳輸率。網路資料經過多重切割之後，經過多重天線進行同步傳送，由於無線訊號在傳送的過程當中，為了避免幹擾，會走不同的反射或穿透路徑，因此到達接收端的時間會不一致。為了避免資料不一致而無法重新組合，因此接收端會同時具備多重天線接收，然後利用DSP重新計算的方式，根據時間差的因素，將分開的資料重新作組合，然後傳送出正確且快速的資料流。

目前2.4GHz頻段最高上最高可支援4x4架構，5GHz頻最高可到8x8架構（802.11ax協定標準下）。

發射/接收端皆為4x4架構圖示。

3.1 SDM：MIMO系統遵循「短板效應」。即支援空間流的數量取決於發送天線和接收天線的最小值。如發送天線數量為3，而接收天線數量為２，則支援的空間流為2。 MIMO/SDM系統一般以「發射天線數×接收天線數量」表示。如上圖為2x2 MIMO/SDM系統。顯然，增加天線可以提高MIMO支援的空間流數。但綜合成本、實效等多面向因素，目前業界的手機/平板等行動終端普遍採用1x1或2x2架構，無線網卡普遍採用2x2架構，AP則普遍採用3x3架構。

MIMO/SDM是在發射端和接收端之間，透過存在的多條路徑（通道）來同時傳播多個流。有趣的事情出現了：一直以來，無線技術(如OFMD)總是企圖克服多路徑效應的影響，而MIMO恰恰是在利用多徑來傳輸資料。

3.2 MIMO-OFDM

在室內等典型應用環境下，由於多路徑效應的影響，訊號在接收側很容易發生(ISI)，導致高誤碼率。 OFDM調變技術是將一個物理通道劃分為多個子載體（sub-carrier）,將高速率的資料流調製成多個較低速率的子資料流，透過這些子載體進行通訊，從而減少ISI機會，提高物理層吞吐。

OFDM在802.11a/g時代已經成熟使用，到了802.11n時代，它將MIMO支持的子載體從52個提高到56個。需要注意的是，無論802.11a/g，或是802.11n，它們都使用了4個子載體作為pilot的載體，而這些子載體並不用於資料的傳遞。所以802.11n MIMO將物理速率從傳統的54Mbps提高到了58.5 Mbps(即54x52/48）。倒回去看圖5。

3.3 FEC (Forward Error Correction)

依照無線通訊的基本原理，為了使資訊適合在無線通道這樣不可靠的媒介中傳遞，發射端將把資訊進行編碼並攜帶冗餘訊息，以提高系統的糾錯能力，使接收端能夠恢復原始訊息。 802.11n所採用的64QAM編碼機制可以將編碼率（有效資訊和整個編碼的比率）從3/4 提高到5/6。所以，對於一條空間流，在MIMO-OFDM基礎之上，物理速率從58.5提高到了65Mbps(即58.5乘以5/6除以3/4）。還是倒回去看圖5。

3.4 Short Guard Interval (GI)

由於多路徑效應的影響，訊息符號（Information Symbol）將透過多條路徑傳遞，可能會發生彼此碰撞，導致ISI幹擾。為此，802.11a/g標準要求在發送訊息符號時，必須保證在訊息符號之間存在800 ns的時間間隔，這個間隔被稱為Guard Interval (GI)。 802.11ｎ仍使用缺省使用800 ns GI。當多路徑效應不是很嚴重時，使用者可以將該間隔配置為400，對於一條空間流，可以將吞吐提高近10％，即從65Mbps提高到72.2 Mbps。對於多路徑效應較明顯的環境，不建議使用Short Guard Interval (GI)。

四、無線通道：

無線通道就是常說的通道（Channel），類似車道，不是獨佔，而是所有同頻道AP共用，相同頻道上工作AP會降低吞吐量，尤其是一些高層住宅區，周圍電磁環境複雜，擁擠頻道對無線傳輸速度的影響會十分明顯。

盡信書不如無書，不要信什麼所謂教程，將頻道固定在那幾個所謂「獨立」頻道上。因為這幾個頻道別人也會用，尤其是運營商部署人員為了省事，一般會使用，此時如果在設置到這幾個頻道這樣只會讓你的無線更慢。

還有「自動」模式一般只在路由啟動過程中對頻道進行優選，所以建議使用者可以使用wirelessmon（PC端）、行動端WIFI分析儀、CLoudWalker等軟體（行動端）掃描周圍無線分佈，然後選擇一個同頻、鄰頻沒人使用或相對最少人使用的頻道，減少干擾，這才是保證頻道流暢的正解。

目前WiFi使用最廣泛的有2.4GHz和5GHz兩個頻段，802.11ad之後又出現了60GHz頻段，出於安全等考慮，各國開放的程度也不同，其中2.4GHz（2.412-2.484 GHz）頻段一共有14個頻道；而5GHz頻段總共擁有201個頻道。

目前我大天朝開放等頻道範圍有：

2.4GHz頻段：1-13頻道（歐盟一樣），美國則只使用1- 11頻道，因此美標設備到了中國，12/13頻道是搜不到的。

5GHz頻段：最初開放的僅有149/153/157/161/165這5個頻道，之後又陸續開放了36/40/44/48/52/56/60/64等8個DFS 頻道，至此我國5G頻段同樣開放了13個頻道。但DFS頻道與（歐盟）軍用、氣象雷達頻率一致，因此使用時會有一定限制，當偵測到與周圍訊號幹擾時，頻道頻率會自動調整。

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