# 调制方式详解

## 什么是调制？

调制是将数字信息（比特流）映射到模拟载波信号上的过程。在 WiFi 中，调制决定了每个符号能携带多少信息量，直接影响数据传输速率。

## BPSK（二进制相移键控）

- **每符号比特数**：1 bit
- **星座图**：2 个点（0° 和 180°）
- **特点**：最抗干扰，但频谱效率最低
- **应用场景**：最低 MCS 等级，远距离或高干扰环境

```
    虚轴
     |
  *--+--*   (180°)  (0°)
     |
    实轴
```

## QPSK（正交相移键控）

- **每符号比特数**：2 bits
- **星座图**：4 个点（45°, 135°, 225°, 315°）
- **特点**：频谱效率是 BPSK 的两倍，仍具有良好的抗干扰能力
- **应用场景**：中低 MCS 等级

```
     虚轴
      |
   *--+--*
      |
   *--+--*
      |
     实轴
```

## 16-QAM（16进制正交幅度调制）

- **每符号比特数**：4 bits
- **星座图**：16 个点，排列成 4×4 网格
- **特点**：需要更高的信噪比（SNR），但频谱效率显著提升
- **所需 SNR**：约 15 dB（BER = 10⁻⁶）

## 64-QAM

- **每符号比特数**：6 bits
- **星座图**：64 个点，排列成 8×8 网格
- **特点**：WiFi n/ac 的默认最高调制方式
- **所需 SNR**：约 22 dB（BER = 10⁻⁶）

## 256-QAM

- **每符号比特数**：8 bits
- **星座图**：256 个点，排列成 16×16 网格
- **特点**：WiFi ac/ax 支持，需要非常好的信道条件
- **所需 SNR**：约 30 dB（BER = 10⁻⁶）

## 1024-QAM（WiFi 6 可选）

- **每符号比特数**：10 bits
- **星座图**：1024 个点，排列成 32×32 网格
- **特点**：相比 256-QAM 提升约 20% 的峰值速率
- **所需 SNR**：约 37 dB（BER = 10⁻⁶）

## 4096-QAM（WiFi 7）

- **每符号比特数**：12 bits
- **星座图**：4096 个点，排列成 64×64 网格
- **特点**：相比 1024-QAM 再提升约 20% 的峰值速率
- **所需 SNR**：约 43 dB（BER = 10⁻⁶）

## 调制方式对比总结

| 调制方式 | 每符号比特数 | 相对速率增益 | 典型 SNR 要求 | WiFi 标准支持 |
|----------|-------------|-------------|--------------|---------------|
| BPSK     | 1           | 1x          | ~9 dB        | 所有标准      |
| QPSK     | 2           | 2x          | ~10.5 dB     | 所有标准      |
| 16-QAM   | 4           | 4x          | ~15 dB       | a/g/n/ac/ax/be |
| 64-QAM   | 6           | 6x          | ~22 dB       | n/ac/ax/be    |
| 256-QAM  | 8           | 8x          | ~30 dB       | ac/ax/be      |
| 1024-QAM | 10          | 10x         | ~37 dB       | ax/be         |
| 4096-QAM | 12          | 12x         | ~43 dB       | be            |

## 编码率（Coding Rate）

调制通常与前向纠错码（FEC）结合使用。编码率表示有用数据占总传输比特的比例：

- **1/2**：每 2 个传输比特中只有 1 个是数据
- **2/3**：每 3 个传输比特中有 2 个是数据
- **3/4**：每 4 个传输比特中有 3 个是数据
- **5/6**：每 6 个传输比特中有 5 个是数据（WiFi 7）

实际速率 = 子载波数 × 符号时间⁻¹ × 每符号比特数 × 编码率 × 空间流数