Wi-Fi 7的最大速率究竟是多少？

在前面的发文中，我们讨论并计算了Wi-Fi 5也就是11ac的最大理论速率的计算方法：一起来学802.11物理层测试标准（MCS对应的速率怎么算），今天我们再来计算一下Wi-Fi 6 和Wi-Fi 7的最大理论速率。

01、Wi-Fi 6的最大理论速率

与Wi-Fi 5（11ac）相比较而言，Wi-Fi 6（11ax）在速率上的变化并不是很大，基本上保持在同一数量级。在IEEE Std 802.11™-2024标准中，直接给出了11ax的最大理论速率的表格，如下所示：9607.8 Mbps。

这一最大理论速率是在以下条件下计算得出的：

1. 8个空间流（spatial streams），Nss=8；

2. 编码速率R=5/6：

即 156800个 coded bits（NCBPS：每个OFDM符号的编码比特数）

对应130666个 data bits（NDBPS：每个OFDM符号的数据比特数）

所以有：R=NDBPS/NCBPS=5/6

3. 数据子载波数量NSD=1960

一个996-tone RU 包含980个数据子载波和16个pilot子载波，所以2*996-tone的RU包含1960个数据子载波。

4. 子载波间隔∆F=78.125kHz

5. 每个子载波每个空间流的编码比特数NBPSCS=10

即：1024QAM的调制阶数为10

6. 数据时间传输比例TDFT /（TDFT +TGI）=（12.8us/（12.8+0.8）us）

这是在信道条件相对良好（反射少，干扰小）时，追求极高的数据速率和频谱效率是所使用的参数：12.8us表示4 x HE-LTF（high-efficiency long training field），提供了高质量的信道估计；0.8 μs GI则是最短的保护间隔，减少了额外开销，从而在单位时间内塞入了更多有效数据。所以这样的参数选择导致了一个最大的数据时间传输比例。

可以理解为设备在高速传输模式下的一种“高性能配置”。当路由器（AP）和STA设备都支持此配置，且当前的无线环境不错时，双方就可能协商使用这种模式来通信，以达到当前条件下的最高速度。

因此，Wi-Fi 6的最大理论速率为：

Data Rate=NSS×NSD×NBPSCS×R×∆F×TDFT /（TDFT +TGIS）

= 8×1960×10×（5/6）×78.125kHz×12.8/13.6

=9607.8 Mbps

与Wi-Fi 5对比：

Data Rate=NSS×NSD×NBPSCS×R×∆F×TDFT/（TDFT+TGIS）

= 8×468×8×（5/6）×312.5kHz×3.2/（3.2+0.4）

=6933.3 Mbps

02、Wi-Fi 7的最大理论速率

Wi-Fi 7(11be或EHT)的最大理论速率，争议就比较多。网上的一些资料给出的数值有30多G的，也有40多G的。哪个正确呢?

实际上在IEEE标准中只给出了NSS,u = 1情况下的最大理论速率2882.4 Mbps，并未明确给出在NSS,u > 1情况下或者最大流数情况下的理论峰值速率。如下表所示：

我们仍然按照上面的计算方法，先来计算一下Wi-Fi 7在NSS,u = 1情况下的最大理论速率。

1. 空间流数 Nss=1；

2. 编码速率R=5/6：

即 47040个 coded bits（NCBPS：每个OFDM符号的编码比特数）

对应39200个 data bits（NDBPS：每个OFDM符号的数据比特数）

所以有：R=NDBPS/NCBPS=5/6

3. 数据子载波数量NSD

4*996-tone的RU包含3920个数据子载波。

4. 子载波间隔∆F= 78.125kHz

5. 每个子载波每个空间流的编码比特数NBPSCS

4096QAM的调制阶数为12

6. 数据时间传输比例TDFT /（TDFT +TGI）

同Wi-Fi 6，=12.8us/（12.8+0.8）us

因此，Wi-Fi 7的单流最大理论速率为：

Data Rate-1

=NSS×NSD×NBPSCS×R×∆F×TDFT/（TDFT+TGIS）

= 1×3920×12×（5/6）×78.125kHz×12.8/13.6

=2882.4 Mbps

那现在的关键问题是，最大流数到底是多少呢？如果按照最大16流的说法，那Wi-Fi 7的最大理论速率是：

Data Rate-16

=NSS×NSD×NBPSCS×R×∆F×TDFT/（TDFT+TGIS）

= 16×3920×12×（5/6）×78.125kHz×12.8/13.6

=46.12 Gbps

但16流的数值并未出现，下表是标准中给出的有关用于指定MCS的最大空间流数编码中reserved的数值，表示最大Nss可以大于8，其余的9-15仅为预留状态。

在11be的物理层规范中，明确给出了STA和AP的必选和可选特性。

对于EHT STA的必选特性为：

— 如果BCC编码（发送与接收），则分配给该用户的空间流数小于或等于4条。
— 如果在所有支持的EHT物理层协议数据单元类型、RU与MRU大小及空间流数下进行LDPC编码（发送与接收），前提是该STA应满足以下任一条件：
• 该STA声明其支持在大于20 MHz的信道带宽中进行发送与接收。
• 该STA声明其支持发送或接收超过4条空间流。
• 该STA声明其支持使用EHT-MCS 10、11、12、13和14中的至少一种进行发送与接收。

对于EHT STA的可选特性为：

— 支持2到8个空间流  (发射和接收)。

对于EHT AP的必选特性为：

— 如果AP能够发送4条或更多条空间流，则应支持使用MU-MIMO技术的非OFDMA EHT多用户物理层协议数据单元传输。— 如果AP能够接收4条或更多条空间流，则应支持使用MU-MIMO技术的非OFDMA EHT触发帧物理层协议数据单元接收（上行链路MU-MIMO）。

对于EHT AP的可选特性为：

— 当AP不具备发送4条或更多条空间流的能力时，仍可支持使用MU-MIMO技术的非OFDMA EHT多用户物理层协议数据单元传输（下行链路MU-MIMO）。
— 当AP不具备接收4条或更多条空间流的能力时，仍可支持使用MU-MIMO技术的非OFDMA EHT触发帧物理层协议数据单元接收（上行链路MU-MIMO）。

由此可见，Wi-Fi 7并未强调究竟要支持多少空间流数，不像Wi-Fi 6 还给出了一个小于等于8的上限。

实际产品是怎样的呢？我们以华为AirEngine 6776-57T的Wi-Fi 7 (802.11be) AP做例子，它能够同时在2.4 GHz (2x2 MIMO)、5 GHz (2x2 MIMO) 和 6 GHz (4x4 MIMO) 频段提供服务，总共支持8条空间流，设备速率最高可达13.66 Gbps。

注意，这里的8条空间流，是以2-2-4分别在2.4G，5.8G和6GHz三个频段使用的，也就是说6GHz频段是4流，如果按照Wi-Fi 7的速率计算公式来算，6GHz频段可支持的最大速率为2882.4 Mbps × 4=11.53 Gbps，假设在2.4G和5.8GHz频段有3个80MHz的可用带宽，速率最大约可达720.6 Mbps×3=2.16 Gbps，所以总共13.66 Gbps的速率是可能的。

而在真实的工作状态下，到底能输出多少速率，又是另外一回事了。