深入探究802.11ac技术

计算数据速率

　　凭借802.11ac规范所带来了关键技术改进，如更高的带宽、更多的空间流、以及更高阶次调制类型，有人可能会猜想可选的高吞吐量特性会比802.11n提高一个数量级。事实上，由于802.11n的理论限制为600Mbps，802.11ac的数据速率增加将会比802.11n提高一个数量级。

　　为了正确地估计802.11ac的最大理论 吞吐量，我们必须考虑一些关键的因素，例如：调制类型、子载波个数、码率、符号率，以及空间流的个数。为了确定总数据速率，我们首先确定任意时刻一次发出的编码数据的位数。之前的802.11ac规范草案将此定义为“子载波比特位数”( Number of data bits per subcarrier, NDPSC)，其中包含所有空间流的比特位。从数学角度考虑，NDPSC是通过每个符号的位数、码率以及子载波的个数等因素决定的。

　　在公式3中，可以看到NDPSC的数学表示。　　

　　公式3.每个符号的比特位数与码率等因素对整个空间流编码的比特位数的影响。

　　例如，在一个20MHz 的802.11ac信号发射时，64个子载波中的52个将被用于数据，而其余的则用于保护性频带、空子载波以及先导频率信号。如果使用QPSK调制模式以及½的码率，则NDPSC将会等于26比特(1 x 52 x 0.5)。如图5所示，我们对多个带宽以及空间流组合，计算其在256-QAM调制模式下的NDPSC。　　

　　图5. NDPSC随着带宽大小和空间数据流的数量的增加呈指数性增加

　　知道了每个空间流中的总比特位数，我们就可以通过将(NDBPS)与空间流的个数、符码率、以及符码使用率相乘，就可以计算802.11ac物理层的最大理论吞吐量。在此示例中，符号率等于子载波间隔，即为312.5 kHz 或者312,500 符号/秒。其中的关系如公式4所示。　　

　　公式4. 数据速率是NDPSC、符号率以及符码使用率的函数。

　　如公式4所示，符码使用率即为数据符号周期与符号总间隔的比值，其中：

　　TDFT = DFT/IFDFT 符号周期 = 3.2 μs
　　TSYMS = 短 GI 符号间隔 = 3.6 μs
　　TSYML = 长 GI 符号间隔 = 4.0 μs