5g wifi 信道分析详解，如何让 WiFi 提速吗？-营销圈

如何让 WiFi 提速？这也许是每个使用 WiFi 的用户最多提到的问题。你有没有抱怨过：“为什么明明我买的是 200M 的宽带，连有线电脑也能跑到 200M 的速度，但是我手机 WiFi 速度却不超过 50M？……”

这个问题不是简单的一篇文章就能解释清楚的。本文的目标是向您阐述 WiFi 是如何工作的，从而帮助您通过一些手段提高 WiFi 速度。

注意：下文我会使用“无线设备”来指代无线路由器 / AP，使用“客户端设备”来指代手机/电脑/智能家居等连接设备，使用“速度”来指代无线设备和客户端设备之间的协商传输速率。

当我们要解决 WiFi 提速这个问题时，需要通过一系列问答引出最终解决方案。

你的客户端是什么类型的？（手机、笔记本、平板、扫描枪、智能机器人等等）

你的网络设备支持 N（WiFi 4）还是 AC（WiFi 5）亦或者是 AX（WiFi 6）？

你的网络设备有多少天线？是 1X1 还是 2X2 或者是 3X3？

现场有做过频谱扫描么？

信道的占用情况是怎么样？

干扰情况如何？

客户端主要是连接 2.4GHz 还是 5GHz？

通道有多宽？20 MHz、40 MHz 或 80 MHz？

回答了上面这些问题，我们才能得到让 WiFi 提速的准确答案。听起来似乎有点复杂，我们展开了解一下吧！

很多人简单地认为，买一个比家用路由器更强大的企业 AP 就可以提高 WiFi 速度了。这其实是一个显而易见且反复出现的错误认知，因为 WiFi 的速度很大程度上取决于客户端设备的性能和周遭的网络环境。

调制技术（MCS）

WiFi 速度取决于无线设备和客户端通信的协商速率、技术因素（可以通过无线设备进行配置修改）以及环境因素。

其中，无线设备和客户端的协商速率主要受到调制技术（MCS）和客户端设备性能的影响。这两者间的传输速率在连接过程中会不断的自动协商，协商速率直接与无线设备和客户端所支持的 WiFi 标准和它们之间的距离有关。

客户端和无线设备支持的 WiFi 技术越新，就意味着他们可以使用更复杂的“语言”和更快的速度去协商沟通。而这种更复杂的“语言”就是我们所说的调制/编码索引（简称为 MCS）。这也引出了一个重要设备参数 —— WiFi 标准。

目前市场上的客户端主要采用以下三个标准：

1. N 标准（WiFi 4）支持 8 个 MCS 索引

2. AC 标准（WiFi 5）支持 10 个 MCS 索引

3. 最新的 AX 标准（WiFi 6）支持 12 个 MCS 索引

使用的索引越多，接收到的信号也就越好。

和无线传输速率相关的客户端性能就是天线数量。虽然你买的无线设备可能有很多根天线，但是目前主流的客户端都只有两根传输天线 2X2 甚至 1X1 的，所以购买客户端时也一定要关注天线数量，不要再让无线路由器背锅了。

与客户端性能同样重要的是无线设备和客户端之间的距离，距离越远，接收到的信号越弱，就需要用越简单的语言来理解（解调）接收到的信号（使用密度越小的 MCS）。此外，如果有障碍物遮挡，无线射频信号更加会被大大地减弱/衰减。

下图说明了这个过程：

—图示使用了 2X2 WiFi 4 标准的移动客户端—

如上图所示，假设我们使用了一个 802.11n WiFi4 有两根天线（2X2）的手机，根据上面的知识，这个手机只支持 8 个 MCS 索引，我们用 8 种渐变色来表示。当手机靠近 AP ，可以接收到最强烈的信号，即暖色区域，此时 MCS 指标是最好的。同样当手机远离 AP，只能接收到较弱的信号，即冷色区域，此时 MCS 指标最差。

这个手机使用了 2X2 天线、20MHz 信道宽度，理论最高速度可以达到 144M，如果使用 40MHz 则最高可达 300M。实际场景中，由于 WiFi 是半双工通信，实际速率大约只有理论速率的一半多。因此，20MHz 的实际吞吐量大约在 70M，40MHz 的则为 150M。又由于 2.4GHz 频段干扰非常多，所以即使你购买了昂贵的无线设备，在 2.4G 频段内也很难运行到 50M 以上的速度。

如果手机只有 1X1 的天线，即使离无线设备非常近，20MHz 信道宽度的最大速度也只有 65-72M，算上衰减，大概只有 30M 的速度。另一个经常被忽略的细节是，即使用了 802.11ac（wifi5）的手机，在链接 2.4GHz 频段的时候也只会协商到 N（调制方式仅为 64-QAM），因为 ac 标准中的 256-QAM 是较高的调制技术，仅适用于 5GHz。所以为了提高 WiFi 速度，尽量选购支持 WiFi5 和 WiFi6 的手机，并且让它们运行在 5GHz 的无线频段中。（可以通过路由器或者 AP 单独设置 5GHz SSID）。

注意: 这些示例中使用的值可以在下面的链接中找到，链接中的表包含不同 WiF i 标准所对应的 MCS 索引。

干扰影响（SNR）

通过上面的图，我们能看到 MCS 还取决于信噪比，什么是信噪比呢？

信噪比是信号与背景噪声之间的关系。WiFi 通信会受到各种 WiFi 或非 WiFi 的信号干扰，几乎所有电子设备，如微波炉、无线电广播、蓝牙耳机、无线音箱、无线摄像头、电子玩具等都会对其产生干扰。

注意: 通过 ubiquiti 的 airtime 功能可以看到每个站点客户端在 WiFi 网络上占用时间百分比。

我们可以把传输环境比喻做一间教室，所有相互竞争的信号相当于每个学生发出的声音。在这个环境中，如果每个人都在同一时间说话、不遵守秩序，那么沟通会变得非常困难，这就迫使学生发出简单、重复的声音让彼此能听到。实践中就是客户端和无线设备在干扰大的环境中，只能使用简单的调制解调技术，并且产生非常高的数据重传率。

如果你想让无线设备穿墙和客户端通信，就类似教室内的人想要和教室外的人通话，这需要通过更大的吼叫声以及重复、高频次的吼叫才能相互进行通话，这样会对教室内的人造成更大的干扰，沟通质量很差。所以不要相信任何穿墙王！！！他们就是捣乱教室的坏学生。环境中的信噪比对 WiFi 速度有很大影响，而信噪比又由客户端的信号接收和发射好坏决定。

信道宽度

另一个吊诡的细节是，有时，性能较差的家用无线路由器的传输速率竟然比商用设备还要高很多。这是因为部分家用无线路由器默认设置了更大的信道宽度，比如 2.4GHz 设为 40MHz，5GHz 设为 80 MHz，这使得用户在网络测速上能跑到更高的速度。这虽然看起来还不错，其实是一种非常糟糕的做法！

使用的信道宽度越大，监听性能就越差，干扰和噪声也就越大，传输范围也就越小，尤其是在有多个无线设备的业务环境中，相互会造成较大的干扰。此外由于单个客户端的需求很少有要求超过 100M 的速度，因此在实际环境中使用较宽的信道只会“损人不利己”。即使你在测试中“看到”更高的测速，但是由于重传率高反而会导致更高的延迟。经过实际测试，2.4G 推荐使用 20MHz 信道宽度，而商用设备往往会默认设置这个较小的信道宽度。

此外需要意识到，一个 2X2 的终端设备在 5GHz 环境下使用 80MHz 的信道宽度，理论速率可以达到 700-860M，实际环境为 500M 上下。如果是 3X3 的设备，比如 MacBook Pro，结合 UniFi nanoHD AP （4X4 MU-MIMO），理论可以达到 1G，测速几乎可以达到 600M，如下图所示。

MacBook Pro 使用 UAP nanoHD 的链接通信速度

很显然 WiFi 不像大多数人想的这么简单，有很多我们没办法改变的客观条件，比如传输介质导致无线衰减和环境噪音等。但我们还是可以通过技术配置和设备采购去提升 WiFi 体验。比如选择合适的无线设备和终端设备、减少环境噪声、不隔墙传输、使用合理的信道宽度、减少 2.4GHz 网络传输、合理设置传输信道（2.4GHz 通常分别设置 1,6,11 信道）。这样才能有效提高 WiFi 速度。

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5g wifi 信道分析详解，如何让 WiFi 提速吗？

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