核心基础：OFDM 技术
现代 Wi-Fi（802.11a/n/ac/ax/6/7）的基石是 正交频分复用 技术，理解了 OFDM，就理解了现代 Wi-Fi 传输的精髓。
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什么是 OFDM？
OFDM 是一种将一个高速的数据流，分解成多个并行的低速数据流，然后在多个正交的子载波上同时进行传输的技术。
一个生动的比喻：
- 传统单载波技术（如 802.11b/g 的 DSSS/CCK）： 就像一条单车道高速公路，所有车辆（数据）都必须排队通过，如果路上有一个障碍（多径效应造成的干扰），就会导致交通大堵塞。
- OFDM 技术： 就像一条拥有成百上千个车道的高速公路，每个车道（子载波）都非常窄，车辆（低速数据流）在上面行驶，即使其中一两个车道因为障碍（窄带干扰）而暂时关闭，其他绝大多数车道仍然可以正常通行，整体交通（数据传输）基本不受影响。
OFDM 的核心优势：
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- 抗多径衰落： 这是 OFDM 最重要的优点，无线信号在室内环境中会通过墙壁、家具等多个路径反射到达接收端，这些信号会相互干扰，导致码间串扰，严重影响数据质量，OFDM 通过将数据分散到许多低速子载波上，大大延长了符号周期，使得多径效应造成的时延扩展相对变小，从而有效对抗码间串扰。
- 频谱效率高： 子载波之间是“正交”的，意味着它们可以紧密地排列在一起而互不干扰，最大限度地利用了宝贵的频谱资源。
- 易于实现 MIMO： OFDM 的子载波结构天然适合与 MIMO（多输入多输出）技术结合，实现空间复用和分集增益。
关键增强技术
在 OFDM 的基础上，Wi-Fi 标准不断引入新的技术来提升速度、覆盖和可靠性。
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) - 多输入多输出
这是现代 Wi-Fi 性能提升的革命性技术。
- 原理： 在发送端和接收端都使用多根天线，发送端将数据流分解成多个独立的数据流，通过不同的天线同时发送，接收端利用多根天线接收这些信号，并通过复杂的算法（如信号处理）将它们分离并重新组合成原始数据流。
- 两种主要工作模式：
- 空间复用： 提升速率，通过多根天线同时传输不同的数据，相当于在空间上开辟了多条并行的数据通道，成倍地增加了传输速率，2x2 MIMO 理论上可以将速率翻倍。
- 分集： 提升可靠性/覆盖，通过多根天线发送相同的数据，接收端根据信号质量选择最好的信号，或者将多个信号合并，从而有效对抗信号衰落，提高传输的成功率，并间接扩大了有效覆盖范围。
信道绑定
- 原理： Wi-Fi 工作在 2.4GHz 和 5GHz 频段，每个频段被划分为多个信道，信道绑定技术就是将两个或多个相邻的信道“捆绑”在一起，形成一个更宽的虚拟信道。
- 效果：
- 增加带宽： 带宽直接决定了数据传输的理论上限，将两个 20MHz 的信道绑定成 40MHz，带宽翻倍，在不改变调制方式的情况下，最高速率也几乎翻倍。
- 减少干扰： 在 5GHz 频段，绑定不相邻的信道（如 36 和 149）可以避开拥挤的中心频段，减少干扰。
高阶调制
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原理： 调制技术决定了在单个符号中可以承载多少比特的信息，高阶调制意味着用更复杂的星座图来表示数据，从而在相同的带宽下传输更多的数据。
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演进过程：
（图片来源网络，侵删）- BPSK (1 bit/symbol)
- QPSK (2 bits/symbol)
- 16-QAM (4 bits/symbol)
- 64-QAM (6 bits/symbol) - 在 802.11n/ac 中普及
- 256-QAM (8 bits/symbol) - 在 802.11ac/ax 中引入，显著提升速率
- 1024-QAM (10 bits/symbol) - 在 802.11ax (Wi-Fi 6) 中引入
- 4096-QAM (12 bits/symbol) - 在 802.11be (Wi-Fi 7) 中引入
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代价： 高阶调制对信号质量（信噪比 SNR）的要求极高，信号稍有衰减或干扰，就很容易解码错误，导致速率断崖式下降。
各代 Wi-Fi 传输技术演进
下面我们结合上述技术,看看它们是如何在不同代的 Wi-Fi 标准中应用的。
| 标准 | 主要频段 | 信道宽度 | 调制技术 | MIMO 技术 | 核心传输技术 | 主要特点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 11a | 5 GHz | 20 MHz | BPSK, QPSK, 16/64-QAM | - | OFDM | 首个采用 OFDM 的标准，速度快但未普及 |
| 11g | 4 GHz | 20 MHz | BPSK, QPSK, CCK, 16/64-QAM | - | OFDM (DSSS/CCK 备用) | 在 2.4GHz 上实现与 a 相当的速率 |
| 11n (Wi-Fi 4) | 4/5 GHz | 20/40 MHz | BPSK, QPSK, 16/64-QAM | MIMO (2x2, 3x3, 4x4) | OFDM + MIMO | 革命性：引入 MIMO 和 40MHz 信道绑定，速率大幅提升 |
| 11ac (Wi-Fi 5) | 5 GHz | 20/40/80/160 MHz | BPSK, QPSK, 16/64/256-QAM | MIMO (最多 8x8) | OFDM + MIMO + 波束成形 | “千兆 Wi-Fi”：引入 80/160MHz 宽信道、256-QAM，速率进入 Gbps 时代 |
| 11ax (Wi-Fi 6) | 4/5/6 GHz | 20/40/80/160 MHz | BPSK, QPSK, 16/64/256/1024-QAM | MU-MIMO (上下行) | OFDMA + MU-MIMO | 高效率、高密度：引入 OFDMA 解决多设备竞争问题，提升网络容量和效率 |
| 11be (Wi-Fi 7) | 4/5/6 GHz | 20/40/80/160/320 MHz | BPSK, QPSK, 16/64/256/1024/4096-QAM | MLO (多链路操作) | 320MHz 宽信道 + MLO + 4K QAM | 超高速、超低延迟：引入 320MHz、MLO (同时使用多个频段传输)、4K QAM，速率和可靠性达到新高度 |
Wi-Fi 6/7 的革命性技术
Wi-Fi 6 (802.11ax) 和 Wi-Fi 7 (802.11be) 引入了两个颠覆性的传输技术，它们直接改变了数据包的调度方式。
OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) - 正交频分多址
- 解决的问题： 在传统 Wi-Fi (Wi-Fi 5 及之前) 中，即使有很多设备只发送少量数据，它们也必须“轮流”占用整个信道，这导致了严重的排队延迟和效率低下，尤其是在设备密集的环境（如体育场、机场）。
- 原理： OFDMA 是 OFDM 的“多址”版本，它将 OFDM 的子载波分组，形成一个一个的资源单元，AP 可以将不同的 RU 分配给不同的终端，让他们同时在同一个信道上传输各自的小数据包。
- 效果： 就像快递公司（AP）不再派一个快递员（整个信道）送所有包裹（数据），而是派一个车队
