802.11AX无线速率计算

802.11AX（WIFI6）无线协商速率计算

从2019年末的iphone11系列开始，到后来的三星S10，在手机参数中总会有WIFI6这么一条参数，这里的WIFI6就是802.11的一个比较新的协议规范：802.11AX。因为笔者软件出生，对射频了解的不多，基本上也是靠查查找到，学习到了无线速率的计算方法，因为手头上的相关WIFI6的资料有限，网上也查不到比较全的无线速率对照表，所以干脆学习了一下，写了一段代码来计算无线各个参数下的WIFI6协商速率。能查到这里来的应该都是对802.11有一定了解的，所以一些细节东西就不展开去讲。

下面要讲的东西基本上是从华为学习过来的，原文链接如下：
https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100102758
公式如下：
*WiFi理论协商速率 =（符号位长×码率×子载波数量×空间流）÷ 传输时间*
符号位长：不同调制方式的大小不同，某种调制方式下为一定值
码率：不同调制方式的大小不同，某种调制方式下为一定制
子载波数量：这里只计算有效子载波数量，即携带有效数据的载波数量
空间流：就是我们常说的几发几收，1T1R，2T2R这种东西
传输时间：不同协议时间不同，为一定值，注意我们计算时这里的时间要加上GI（帧间间隙）这个值在协议规范也是有一系列固定值的

讲到这里就要列出来这些变量的主要取值了，首先是不同协议和不同频宽下的有效子载波数量

有效子载波数量：

传输时间

符号位长，码率以及调制方式

有了以上的东西，再加上空间流即可完成计算，如计算11AX最大理论速率，8T8R：
11ax理论最大速率 =（10bit × 5/6 × (2*980) * 8) ÷ (12.8 + 0.8) = 9607.86Mbps

如果遇到查不到表的情况，并且有时候表不全的时候怎么办呢，笔者抽空写了段代码，可以计算并输出11ax的速率，附上代码：

/*
 * =====================================================================================
 *
 *       Filename:  ax_rate.c
 *
 *    Description:  cal 802.11AX wireless rate
 *
 *        Version:  1.0
 *        Created:  2020年03月06日 21时23分14秒
 *       Revision:  none
 *       Compiler:  gcc
 *
 *         Author:  lyx 
 *        Company:  xxx
 *
 * =====================================================================================
 */

#include <stdio.h>

#define TRANS_TIME_AX   12.8	//11ax基本传输耗时
#define BAND_WIDTH_20   20		//20M频宽
#define BAND_WIDTH_40   40		//40M频宽
#define BAND_WIDTH_80   80		//80M频宽
#define BAND_WIDTH_160   160	//160M频宽

float bit_symbol[12] = {1,2,3,4,4,5,5,5,8,8,10,10};   //不同解调方式/mcs对应的符号位长
float mcs_bit_rate[12] = {(float)1/2, (float)1/2, (float)3/4, (float)1/2, (float)3/4,\
    (float)1/2, (float)3/4, (float)5/6, (float)3/4, (float)5/6, (float)3/4, (float)5/6};  //mcs index对应的码率
float num_word_carr[4] = {234, 468, 980, 1960}; //不同频宽的子载波数量20/40/80/160


float cal_rate(int bandwidth, float GI, int mcs_index, float space_flow)
{
    float rate = 0;
    int bandwidth_index = -1;
    switch (bandwidth)
    {
        case BAND_WIDTH_20:
            bandwidth_index = 0;
            break;
        case BAND_WIDTH_40:
            bandwidth_index = 1;
            break;
        case BAND_WIDTH_80:
            bandwidth_index = 2;
            break;
        case BAND_WIDTH_160:
            bandwidth_index = 3;
            break;
        default:
            break;
    }

    rate = ( bit_symbol[mcs_index] * mcs_bit_rate[mcs_index] * num_word_carr[bandwidth_index] * space_flow ) / (TRANS_TIME_AX + GI);

    return rate;
}

int main(int argc, char **argv)
{
//    float rate1 = cal_rate(40,0.8,9,2);
    int mcs_idx = 0, band = 0;
    for (band = BAND_WIDTH_20; band <=BAND_WIDTH_80; band*=2)
    {
        for (mcs_idx = 0; mcs_idx < 12; mcs_idx++)
        {
            printf("%.1f\t", cal_rate(band,3.2,mcs_idx,2));
        }
        printf("\n");
        for (mcs_idx = 0; mcs_idx < 12; mcs_idx++)
        {
            printf("%.1f\t", cal_rate(band,1.6,mcs_idx,2));
        }
        printf("\n");
        for (mcs_idx = 0; mcs_idx < 12; mcs_idx++)
        {
            printf("%.1f\t", cal_rate(band,0.8,mcs_idx,2));
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

编译

运行

因为图省事，就没用argv参数，调用全是写死了，只写了20M 40M 80M 和分别对应的GI， 2GI， 4GI 对应的速率。需要修改的自己修改吧，a,b,g,n,ac,ax的计算方式一样，注意GI，调制方式以及空间流合法就好了。