最全的wifi协议的速率计算之802.11g
近期由于工作需要研究了下wifi协议的最大速率，下面分析一下都是如何计算的：
先分析基于OFDM的802.11g，802.11g提出于2003年，据今已有19年的历史，别名wifi 3。
OFDM关键指标：
带宽(BandWidth)
指的是通信占用的频谱宽度，wifi 3 最大为20MHz；
子载波间隔与子载波数量
由于OFDM的信号频谱是由有限的子载波组成的，所以一个关键指标便是，子载波间隔和数量；其中Number of Sub-carrier = BW /（sub-carrier_spacing ）
对 802.11g，
subcarrier_spacing = 312.5 kHz:(Subcarrier Spacing (802.11n/ac/ax/be) (keysight.com))
所以802.11g 每个20M channel，可以有20e6/312.5 e3 = 64 sub-carriers;
所以802.11g 只有中间的16.25M分布着子载波，共52个。（中间0子载波为DC，是使用了53 carrier，实际占据带宽为OBW - 16.6MHz）
而中间的52个子载波，其中4个做导频子载波（Pilot Subcarriers），它们不传输数据，但是用来把transeiver 和 receiver同步。
剩余52-4 = 48 个子载波称为数据子载波（Data Subcarriers）;
调制阶数和symbol代表的bit数(Modulation)
对802.11 a/g，它们最大支持64QAM，在64QAM的星座图上，每个点都代表6bit数据，换句话说，每传输一个64QAM的symbol，就传输了6个bit的二进制码；
symbol 传输时间和间隔与符号周期
symbol传输时间，是指一个OFDM symbol所占用的时域上的时间 symbol time， 在802.11g中 symbol time= 3.2us；
在时域上，两个symbol之间的间隔时间t，称为GI - guard interval，直译“守护间隔”；
可以看到，WIFI 3的协议上做了频域和时域的双保护，频域上利用4个空闲的子载波保护频带不受干扰，时域上用GI保护一个symbol 的传输不受干扰。
在802.11g中，最短的GI 0.8us；
符号周期 symbol period = symbol time + GI = 3.2+0.8 = 4us
编码（Coding）
在信号传输过程中，由于噪声和干扰原因，在原码中随机假如有规律产生的纠错码（Error-corrocting code）ECC可以提高信号被解调出来的概率。
在802.11g中，使用的是FEC，前向纠错码，含义为：单方向纠错，从上端往下端纠错，而无反馈，所以称为单向纠错码，使用FEC后，单个symbol不一定是数据symbol，可能被纠错码占据。
对802.11a/g，下表是FEC rate对照表，根据不同的信道环境质量，选择不同的FEC rate; 最优FEC 3/4。
综上，
带宽 + 子载波间隔 + 调制 + 编码 + 符号周期
我们可以计算802.11g的最大速率了：
在最短 GI下：802.11g的最大速率为54Mbps
在 0.8 us GI下：802.11g的最大速率为
max Speed = 48 * 6 * (3/4)* [1/(3.2+0.8)]*1e6 = 54 e6 bps = 54 Mbps.
其中48 个子载波，一个符号承载6 bit数据，只有3/4的symbol为数据symbol，其他为FEC开销，短GI下一个symBol period 为 4us，所以最后要✖1e6。
