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