深入探究802.11ac技術

　　計算數據速率

　　憑借802.11ac規范所帶來了關鍵技術改進，如更高的帶寬、更多的空間流、以及更高階次調制類型，有人可能會猜想可選的高吞吐量特性會比802.11n提高一個數量級。事實上，由于802.11n的理論限制為600Mbps，802.11ac的數據速率增加將會比802.11n提高一個數量級。

　　為了正確地估計802.11ac的最大理論 吞吐量，我們必須考慮一些關鍵的因素，例如：調制類型、子載波個數、碼率、符號率，以及空間流的個數。為了確定總數據速率，我們首先確定任意時刻一次發出的編碼數據的位數。之前的802.11ac規范草案將此定義為“子載波比特位數”( Number of data bits per subcarrier, NDPSC)，其中包含所有空間流的比特位。從數學角度考慮，NDPSC是通過每個符號的位數、碼率以及子載波的個數等因素決定的。

　　在公式3中，可以看到NDPSC的數學表示。　　

 

　　公式3.每個符號的比特位數與碼率等因素對整個空間流編碼的比特位數的影響。

　　例如，在一個20MHz 的802.11ac信號發射時，64個子載波中的52個將被用于數據，而其余的則用于保護性頻帶、空子載波以及先導頻率信號。如果使用QPSK調制模式以及½的碼率，則NDPSC將會等于26比特(1 x 52 x 0.5)。如圖5所示，我們對多個帶寬以及空間流組合，計算其在256-QAM調制模式下的NDPSC。　　

　　圖5. NDPSC隨著帶寬大小和空間數據流的數量的增加呈指數性增加

　　知道了每個空間流中的總比特位數，我們就可以通過將(NDBPS)與空間流的個數、符碼率、以及符碼使用率相乘，就可以計算802.11ac物理層的最大理論吞吐量。在此示例中，符號率等于子載波間隔，即為312.5 kHz 或者312,500 符號/秒。其中的關系如公式4所示。　　

 　　公式4. 數據速率是NDPSC、符號率以及符碼使用率的函數。

　　如公式4所示，符碼使用率即為數據符號周期與符號總間隔的比值，其中：

　　TDFT = DFT/IFDFT 符號周期 = 3.2 μs
　　TSYMS = 短 GI 符號間隔 = 3.6 μs
　　TSYML = 長 GI 符號間隔 = 4.0 μs