波仔
📡 第六章 高速普及的无线LAN及其基础知识
📄 一句话概括

802.11n 的 600 Mbps 是「子载波 × 每符号比特 × 流数」乘出来的。 它第一次用「多天线」提速——而这条路和「加带宽」完全不同。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲 g（把 a 搬到 2.4 GHz），这一节讲 n（第一次加天线）。 802.11n 是「MIMO 时代」的开端，也是 Wi-Fi 4 的正式名字。

一、三个提速的乘数

802.11n 在四个地方同时发力： 更宽的信道（20 → 40 MHz）、更密的子载波（52 → 108）、更高的调制（64QAM）、以及多空间流。

单流的算法是：108 个子载波 × 6 bit × 5/6 码率 ÷ 3.6 微秒 ＝ 150 Mbps。 四流就是 600 Mbps。

注意符号时长从 4 微秒缩到 3.6 微秒：因为保护间隔从 0.8 缩到 0.4（短 GI 模式）。 这一项只贡献 11%，但它是「能缩就缩」的典型。

而 40 MHz 是「两个 20 MHz 拼起来」： 在 5 GHz 上不难，在 2.4 GHz 上几乎不可能（总共只有 83.5 MHz）。 所以「40 MHz 只在 5 GHz 用」是常见配置。

二、MIMO 到底是什么

MIMO 不是一个东西，是三种技术的合称：

一、空间复用：不同天线发不同的数据流，接收方靠「信道估计」把它们分开。 这是「流数」的来源，也是速率翻倍的来源。 二、发射分集：同样的数据从多根天线发，接收方合并，提高可靠性。 它不提速，但能「在远处也连得上」。 三、波束成形：调整各天线的相位，让信号在某个方向叠加增强。 它不提速也不增可靠，但能「打得更远」。

三者的取舍是：天线数量有限，用来「提速」就不能用来「增强」。 所以「4×4 的路由器」可以配成「4 流」或「2 流 + 波束成形」，而厂商通常按场景选一种。

三、为什么实际到不了一半

600 Mbps 是「4 流、40 MHz、短 GI、理想信道」的乘积。而现实中每一环都要打折： 终端只有 1~2 根天线（手机几乎都是 1 或 2 流）。信道要留给别人（40 MHz 常常开不起来）。 协议开销、竞争、重传（这一项最大）。

按「1 流手机 + 40 MHz」算：理论 150 Mbps，扣掉开销后约 70~90 Mbps。 所以「路由器标 1200 Mbps，手机测出 80 Mbps」是正常的——因为 1200 是 3 流之和，而手机只用了 1 流。

这一点在选型时最容易被误导：「AX3000 比 AX1800 快一倍」在「单台手机」场景下几乎不成立， 它的优势在「很多人同时用」——因为总容量大了。 所以买路由器时要问的是「几个人用」，而不是「最快多少」。

四、动手 Demo：802.11n 的 600 Mbps 是怎么乘出来的

这段按「108 子载波 × 6 bit × 5/6 ÷ 3.6 微秒」算单流速率，再乘 1 到 4 流，看 600 Mbps 怎么来的。

per_stream = 108 * 6 * (5.0 / 6) / 3.6e-6
for n in (1, 2, 3, 4):
    P(u"  %d 流：%.1f Mbps。" % (n, per_stream * n / 1e6))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
802.11n 的 600 Mbps 是怎么乘出来的
--------------------------------------------------------------------
**802.11n 的速率是三个因子相乘：子载波数、每符号比特、空间流数。**

  40 MHz 信道 → 数据子载波 108 个（20 MHz 是 52 个）。
  64QAM → 每子载波 6 bit。
  码率 5/6。
  符号时长 3.6 微秒（含 0.4 微秒保护间隔）。

  单流：108 × 6 × (5/6) ÷ 3.6 微秒 ＝ 150.0 Mbps。

  1 流：150.0 × 1 ＝ 150.0 Mbps。
  2 流：150.0 × 2 ＝ 300.0 Mbps。
  3 流：150.0 × 3 ＝ 450.0 Mbps。
  4 流：150.0 × 4 ＝ 600.0 Mbps。

**4 流正好 600 Mbps。**
**所以「600」是 108 × 6 × 5/6 ÷ 3.6 微秒 × 4 算出来的，不是标称值。**

**但手机通常只有 1~2 根天线**：

  1 流手机：最多 150 Mbps（理论），实际约 70~90 Mbps。
  2 流笔记本：最多 300 Mbps，实际约 150 Mbps。

**所以「路由器标 1200 Mbps」是 3 流之和**，**而你的手机只连上其中 1 流**——
**这就是「标称很高、实测一半」的第一层原因。**
**第二层是「半双工」：无线同一时间只能一个人说。**

单流 150 Mbps 这个数是「Wi-Fi 4 的基本单位」： 后面所有标称值都是它的倍数（2 流 300、3 流 450）。 记住它，就能一眼看穿「1200 Mbps」是几流。

注意「MIMO 是三种技术的合称」这一段： 很多人把 MIMO 等同于「多流」，而实际上「分集」与「波束成形」才是「信号差时还能用」的关键。 所以「天线多」不等于「快」，也可能是「稳」。

最后那句「买路由器要问几个人用」是本节的落点： 因为总容量（流数 × 带宽）决定的是「同时能服务多少人」，而单用户峰值只由「终端自己的流数」决定。 而终端往往只有 1~2 流——这一条限定了一切。

30 秒实验

  1. 查一下你的手机支持几流（看规格里的 MIMO 那一栏）。
  2. 算一下：你的路由器标称速率除以 150，是几流？
  3. 想一想：为什么 40 MHz 在 2.4 GHz 上开不起来？

常见误区

  1. 以为 MIMO 就是多流。它还包含分集与波束成形，后者不提速。
  2. 以为标称速率能跑到。终端流数与协议开销会砍掉一半以上。
  3. 以为天线越多越快。天线可能被用来「增强」而不是「提速」。
自测三问（点开对答案） 1. 802.11n 单流 150 Mbps 是怎么算的？ —— 108 子载波 × 6 bit × 5/6 码率 ÷ 3.6 微秒符号时长。 2. MIMO 包含哪三种技术？ —— 空间复用（提速）、发射分集（增可靠）、波束成形（增距离）。 3. 为什么「AX3000 比 AX1800 快一倍」在单机场景不成立？ —— 标称是各频段各流之和，而单台终端只能用其中一到两条流。

下一节：只做 5 GHz、把信道加到 160 MHz——802.11ac。

相关笔记