为啥你们的速率不一致？Matrix第一期（MCS的那些事）

Matrix · 发表于 2017-8-26 13:44:56

本帖最后由 Matrix 于 2017-8-26 14:06 编辑

简单的说，手机上或者电脑连接无线路由器或者AP，那个能看到的最大的速率为最大协商速度。（协商速度不是实际下载速度，协商速度可以简单的理解为最大的理论速度，实际速度一般都比协商速度要小不少），
目前大家能看到的典型的最大协商速度有以下几种：
54M 72M 144M 150M 300M 433M 867M
手机上常见的为1T1R，也就是单发单收。但是较新的手机可以支持双通道，就是2T2R，例如小米6。
注：以下最高速度都是最高协商速度。
54M: 802.11b/g规范（一般B/G不单独拿出来）下所能达到的最大速度。802.11g是802.11b的后继者，其同样使用2.4GHz频段，802.11b使用了DSSS（直接序列扩频）或CCK（补码键控调制），而802.11g则使用和802.11a相同的OFDM（正交频分复用调制）技术，使其传输速率是b的5倍，也就是54Mbps。
802.11g和802.11b两种标准可以相互兼容使用，但802.11g的设备在802.11b的网络环境下使用只能使用802.11b标准，其数据速率只能达到11Mbps。
72M :802.11n 规范下，单MIMO（即1X1），20Mhz频宽下面所能达到的最高速度。
144M :802.11n 规范下，2X2 MIMO ，20Mhz频宽下面所能达到的最高速度。
150M :802.11n 规范下，单MIMO，40Mhz频宽下面所能达到的最高速度。
300M:802.11n 规范下，2X2MIMO，40Mhz频宽下面所能达到的最高速度。
450M:802.11n 规范下，3X3MIMO，40Mhz频宽下面所能达到的最高速度。
443M:802.11ac 规范下，1X1MIMO，80Mhz频宽下面所能达到的最高速度。（5GHZ最常见的协商速率之一）
867M :802.11ac 规范下，2X2MIMO，80Mhz频宽下面所能达到的最高速度。（5GHZ最常见的协商速率之一）
笔者的无线网卡：
QQ截图20170826132442.jpg

实际协商速率和信道调制方式、码率、GI、频宽这些有关。（GI为Guard Interval，保护间隔：是OFDM符号中用于减少符号间干扰的时间。有些路由器中有这个选项，一般为Short GI：开/关或者GI：长/短）
保护间隔长度根据多径状态选择，802.11a/g使用800ns的保护间隔，802.11n默认也采用800ns的保护间隔，但一定环境下可以采用400ns的保护间隔。
当多径效应不是很严重时，用户可以将该间隔配置为400ns；
对于多径效应较明显的环境，不建议使用GI。
怎么看这个效应是明显还是不明显：一般来说，空旷地方，不明显，环境很复杂，传播路径存在反射很多的情况下，很明显。
802.11a/b/g传输间隔是800ns，short gi将间隔缩短至400ns，可以将效率提高10%左右。也就是说其他条件不变下，400ns的GI要比800ns的协商速率高10%。大伙可以用下表自己验证。
802.11n的MCS速率表：

空间流	MCS标号	调制方式	码率	HT20 数据速率(Mbps)		HT40 数据速率(Mbps)
空间流	MCS标号	调制方式	码率	GI=800ns	GI=400ns	GI=800ns	GI=400ns
1x1	0	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15.0
	1	QPSK	1/2	13.0	14.2	27.0	30.0
	2	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45.0
	3	16-QAM	1/2	26.0	28.9	54.0	60.0
	4	16-QAM	3/4	39.0	43.3	81.0	90.0
	5	64-QAM	2/3	52.0	57.8	108.0	120.0
	6	64-QAM	3/4	58.5	65.0	121.5	135.0
	7	64-QAM	5/6	65.0	72.2	135.0	150.0
2x2	8	BPSK	1/2	13.0	14.4	27.0	30
	9	QPSK	1/2	26.0	28.9	54.0	60
	10	QPSK	3/4	39.0	43.3	81.0	90
	11	16-QAM	1/2	52.0	57.8	108.0	120
	12	16-QAM	3/4	78.0	86.7	162.0	180
	13	64-QAM	2/3	104.0	115.6	216.0	240
	14	64-QAM	3/4	117.0	130.0	243.0	270
	15	64-QAM	5/6	130.0	144.4	270.0	300
3x3	16	BPSK	1/2	19.5	21.7	40.5	45
	17	QPSK	1/2	39.0	43.3	81.0	90
	18	QPSK	3/4	58.5	65.0	121.5	135
	19	16-QAM	1/2	78.0	86.7	162.0	180
	20	16-QAM	3/4	117.0	130.0	243.0	270
	21	64-QAM	2/3	156.0	173.3	324.0	360
	22	64-QAM	3/4	175.5	195.0	364.5	405
	23	64-QAM	5/6	195.0	216.7	405.0	450
4x4	24	BPSK	1/2	26.0	28.9	54.0	60
	25	QPSK	1/2	52.0	57.8	108.0	120
	26	QPSK	3/4	78.0	86.7	162.0	180
	27	16-QAM	1/2	104.0	115.6	216.0	240
	28	16-QAM	3/4	156.0	173.3	324.0	360
	29	64-QAM	2/3	208.0	231.1	432.0	480
	30	64-QAM	3/4	234.0	260.0	486.0	540
	31	64-QAM	5/6	260.0	188.9	540.0	600

802.11AC的MCS速率表：

空间流	MCS	调制方式	码率	HT20 速率(Mbps)		HT40速率(Mbps)		HT80 速率(Mbps)		VHT160速率(Mbps)
空间流	MCS	调制方式	码率	GI=800ns	GI=400ns	GI=800ns	GI=400ns	GI=800ns	GI=400ns	GI=800ns	GI=400ns
1x1	0	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15	29.3	32.5	58.5	65
	1	QPSK	1/2	13	14.4	27	30	58.5	65	117	130
	2	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45	87.8	97.5	175.5	195
	3	16-QAM	1/2	26	28.9	54	60	117	130	234	260
	4	16-QAM	3/4	39	43.3	81	90	175.5	195	351	390
	5	64-QAM	2/3	52	57.8	108	120	234	260	468	520
	6	64-QAM	3/4	58.5	65	121.5	135	263.3	292.5	526.5	585
	7	64-QAM	5/6	65	72.2	135	150	292.5	325	585	650
	8	256-QAM	3/4	78	86.7	162	180	351	390	702	780
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	180	200	390	433.3	780	866
2x2	0	BPSK	1/2	13	14.4	27	30	58.6	65	117	130
	1	QPSK	1/2	26	28.8	54	60	117	130	234	260
	2	QPSK	3/4	39	43.4	81	90	175.6	195	351	390
	3	16-QAM	1/2	52	57.8	108	120	234	260	468	520
	4	16-QAM	3/4	78	86.6	162	180	351	390	702	780
	5	64-QAM	2/3	104	115.6	216	240	468	520	936	1040
	6	64-QAM	3/4	117	130	243	270	526.6	585	1053	1170
	7	64-QAM	5/6	130	144.4	270	300	585	650	1170	1300
	8	256-QAM	3/4	156	173.4	324	360	702	780	1404	1560
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	360	400	780	866.6	1560	1732
3x3	0	BPSK	1/2	19.5	21.6	40.5	45	87.9	97.5	175.5	195
	1	QPSK	1/2	39	43.2	81	90	175.5	195	351	390
	2	QPSK	3/4	58.5	65.1	121.5	135	263.4	292.5	526.5	585
	3	16-QAM	1/2	78	86.7	162	180	351	390	702	780
	4	16-QAM	3/4	117	129.9	243	270	526.5	585	1053	1170
	5	64-QAM	2/3	156	173.4	324	360	702	780	1404	1560
	6	64-QAM	3/4	175.5	195	364.5	405	789.9	877.5	1579.5	1755
	7	64-QAM	5/6	195	216.6	405	450	877.5	975	1755	1950
	8	256-QAM	3/4	234	260.1	486	540	1053	1170	2106	2340
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	540	600	1170	1299.9	2340	2598
4x4	0	BPSK	1/2	26	28.8	54	60	117.2	130	234	260
	1	QPSK	1/2	52	57.6	108	120	234	260	468	520
	2	QPSK	3/4	78	86.8	162	180	351.2	390	702	780
	3	16-QAM	1/2	104	115.6	216	240	468	520	936	1040
	4	16-QAM	3/4	156	173.2	324	360	702	780	1404	1560
	5	64-QAM	2/3	208	231.2	432	480	936	1040	1872	2080
	6	64-QAM	3/4	234	260	486	540	1053.2	1170	2106	2340
	7	64-QAM	5/6	260	288.8	540	600	1170	1300	2340	2600
	8	256-QAM	3/4	312	346.8	648	720	1404	1560	2808	3120
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	720	800	1560	1733.2	3120	3464
5x5	0	BPSK	1/2	32.5	36	67.5	75	146.5	162.5	292.5	325
	1	QPSK	1/2	65	72	135	150	292.5	325	585	650
	2	QPSK	3/4	97.5	108.5	202.5	225	439	487.5	877.5	975
	3	16-QAM	1/2	130	144.5	270	300	585	650	1170	1300
	4	16-QAM	3/4	195	216.5	405	450	877.5	975	1755	1950
	5	64-QAM	2/3	260	289	540	600	1170	1300	2340	2600
	6	64-QAM	3/4	292.5	325	607.5	675	1316.5	1462.5	2632.5	2925
	7	64-QAM	5/6	325	361	675	750	1462.5	1625	2925	3250
	8	256-QAM	3/4	390	433.5	810	900	1755	1950	3510	3900
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	900	1000	1950	2166.5	3900	4330
6x6	0	BPSK	1/2	39	43.2	81	90	175.8	195	351	390
	1	QPSK	1/2	78	86.4	162	180	351	390	702	780
	2	QPSK	3/4	117	130.2	243	270	526.8	585	1053	1170
	3	16-QAM	1/2	156	173.4	324	360	702	780	1404	1560
	4	16-QAM	3/4	234	259.8	486	540	1053	1170	2106	2340
	5	64-QAM	2/3	312	346.8	648	720	1404	1560	2808	3120
	6	64-QAM	3/4	351	390	729	810	1579.8	1755	3159	3510
	7	64-QAM	5/6	390	433.2	810	900	1755	1950	3510	3900
	8	256-QAM	3/4	468	520.2	972	1080	2106	2340	4212	4680
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	1080	1200	2340	2599.8	4680	5196
7x7	0	BPSK	1/2	45.5	50.4	94.5	105	205.1	227.5	409.5	455
	1	QPSK	1/2	91	100.8	189	210	409.5	455	819	910
	2	QPSK	3/4	136.5	151.9	283.5	315	614.6	682.5	1228.5	1365
	3	16-QAM	1/2	182	202.3	378	420	819	910	1638	1820
	4	16-QAM	3/4	273	303.1	567	630	1228.5	1365	2457	2730
	5	64-QAM	2/3	364	404.6	756	840	1638	1820	3276	3640
	6	64-QAM	3/4	409.5	455	850.5	945	1843.1	2047.5	3685.5	4095
	7	64-QAM	5/6	455	505.4	945	1050	2047.5	2275	4095	4550
	8	256-QAM	3/4	546	606.9	1134	1260	2457	2730	4914	5460
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	1260	1400	2730	3033.1	5460	6062
8x8	0	BPSK	1/2	52	57.6	108	120	234.4	260	468	520
	1	QPSK	1/2	104	115.2	216	240	468	520	936	1040
	2	QPSK	3/4	156	173.6	324	360	702.4	780	1404	1560
	3	16-QAM	1/2	208	231.2	432	480	936	1040	1872	2080
	4	16-QAM	3/4	312	346.4	648	720	1404	1560	2808	3120
	5	64-QAM	2/3	416	462.4	864	960	1872	2080	3744	4160
	6	64-QAM	3/4	468	520	972	1080	2106.4	2340	4212	4680
	7	64-QAM	5/6	520	577.6	1080	1200	2340	2600	4680	5200
	8	256-QAM	3/4	624	693.6	1296	1440	2808	3120	5616	6240
	9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	1440	1600	3120	3466.4	6240	6928

当速率达不到要求时候：先排除路由器和终端支持的调制方式,MIMO能力，频宽支持等。还有兼容性等。当然干扰也会导致速率降低。
协商速率遵循木桶效应，例如路由器为256QAM，80MHZ,双MIMO。但是终端只支持64QAM，40MHZ，单MIMO，协商的速率当然低。
无线终端协商在144m时候无法达到300m的原因：
2.4G频段一共才3个独立的信道，当使用40hz占用两个信道以后，周围只要有其他热点，就会对无线造成很大的干扰，会导致实际使用体验很不理想，无线网卡驱动或模块普遍会自动关闭40Mhz来获取更低的延迟和更高的稳定性。所以这时候从300M掉到了144M，依旧是2X2 MIMO，只是频宽从40M变成了20M，但是为什么有的终端依旧是300M，因为驱动或者模块未自动关闭40MHZ。

jialebihaidao · 发表于 2017-8-26 13:50:11

亲，走吃火锅去！

gaoke · 发表于 2017-8-26 14:01:36

54M: 802.11b规范，请教11g呢？

Matrix · 发表于 2017-8-26 14:06:49

gaoke 发表于 2017-8-26 14:01
54M: 802.11b规范，请教11g呢？

已补充

gaoke · 发表于 2017-8-26 14:19:10

Matrix 发表于 2017-8-26 14:06
已补充

谢谢科普，另外请教，当走b/g時，2+n根天线，是不是等于一根，450M3根天线,B/G模式当一根用收发？如果是当一根用，请问信号强度会加大吗？或是多客户端传输稳定性比较优秀？还请不吝赐教谢谢

admin · 发表于 2017-8-26 14:27:16

赞赞赞赞，专业技术帖

Matrix · 发表于 2017-8-26 14:28:06

gaoke 发表于 2017-8-26 14:19
谢谢科普，另外请教，当走b/g時，2+n根天线，是不是等于一根，450M3根天线,B/G模式当一根用收发？如果是 ...

b/g是没有MIMO的，难道你没发现802.11N以后才出现双天线，三天线，之前都是b/g单天线,802.11N的设备工作在802.11G下，其性能一定比只支持802.11b/g的路由器要差。稳定性不会增加，开个脑洞，即使路由器采用多发模式（就是信息通过不同天线发送相同的三份），但是终端无法合并处理下（B/g不支持这个特性），只会增加同频的干扰而已，降低网络性能。

gaoke · 发表于 2017-8-26 14:44:10

Matrix 发表于 2017-8-26 14:28
b/g是没有MIMO的，难道你没发现802.11N以后才出现双天线，三天线，之前都是b/g单天线,802.11N的设备工作 ...

明白了，非常感谢您的讲解

hzdjm · 发表于 2017-8-26 15:01:00

不错，学习了。用了这么久的WIFI，在2.4G的情况下，我只在使用某一款路由（好象是迅捷的）的时候看到过连接速率达到过300M，其他路由最大连接速率只看到过144M，哪怕手机或笔记本电脑离路由器非常近。有个问题请教下，既然基本上达不到300M的连接速率，那么带宽是设置为20Mhz以达到更低的延迟和稳定性比较好，还是有必要设置成40Mhz或者设置成20/40Mhz？另外设置成20/40Mhz和单独设置成20Mhz或40Mhz在使用上有多大区别？

gaoke · 发表于 2017-8-26 16:04:11

hzdjm 发表于 2017-8-26 15:01
不错，学习了。用了这么久的WIFI，在2.4G的情况下，我只在使用某一款路由（好象是迅捷的）的时候看到过连接 ...

基本上，你可以无视这些，因为同一个无线路由器不会是只有你一个人使用，机器自已会协商，按最低的标准走，即便是144M，也大于100M的频宽，即便你可以300M，但你的wan口可以300M吗? 无视这些，你可以换个思路，减少笔记本里长驻的软件，减少频宽的使用，把仅有的资源留给你最需要的软件

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