WiFi 変調方式・チャネルボンディングによる理論的な速度

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変調方式
理論的な速度

変調方式

主にWiFiで使用される変調方式は下記の様です

BPSK（Binary Phase-Shift Keyin：バイナリ位相シフトキーイング）

仕組みは位相を2通り（0度と180度）に変化させ、1サイクルで1ビットのデータを送ります。
　例えば、デジタル信号「1」は位相を 0度に設定して波を送ります。
　　　　　デジタル信号「0」:は位相を 180度（波を逆さまにした状態）に設定して波を送ります。

特徴は最も単純で、ノイズに非常に強い（堅牢）ですが、速度は遅いです。
802.11a/g/n/ac/ax の通信で、信号強度が非常に弱い場合や、初期の接続確立時に使用されます。

QPSK（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）

QPSKは、波の位相を4つの異なるパターン（通常は0度、90度、180度、270度）で変化させることで、1サイクルで2ビットの情報を送る方式です。

特徴はBPSKよりも高速で、かつ堅牢性も比較的高いです。
802.11a/g/n/ac/ax の通信で使用されます。

QAM (Quadrature Amplitude Modulation: 直交振幅変調)

仕組みは振幅と位相を組み合わせ、多くのビットを1サイクルで送ります。
ライトがあったとして、そのライトは「赤くて明るい」「青くて暗い」「緑で中くらいの明るさ」など、異なる色と明るさの組み合わせを表現できるとします
送りたい情報が（例えば「0000」）だったら、ライトを「赤くて明るい」状態に光らせ、次に送りたい情報が（例えば「0001」）だったら「青くて暗い」状態に変えて光らせる
ライトは常に1つの状態しか点灯していませんが、色と明るさなどの組み合わせの点灯状態が次々に変わることで、多くの情報を伝えられます

16QAMだとして大体こんなイメージだと思います。（あくまで参考程度イメージ）

QAMはどんどん改善されていて、下記の様な種類があります。

16-QAM　　1つの波で4ビットの情報を送る　(2の4乗 = 16)　802.11g / .11a/.11n
64-QAM　　1つの波で 6ビットの情報を送る　(2の6乗 = 64)　802.11g / .11a/.11n
256-QAM 　1つの波で 8ビットの情報を送る　(2の8乗 = 256)　～802.11ac
1024-QAM　1つの波で 10ビットの情報を送る　(2の10乗 = 1024)　～Wi-Fi 6 (802.11ax) で導入
4096-QAM　1つの波で 12ビットの情報を送る　(2の12乗 = 4096)　次世代の Wi-Fi 7 (802.11be) で導入

1024-QAMを使用していても、電波が弱いと256-QAM・64-QAMやQPSK・BPSKに自動で切り替わって通信します。

理論的な速度

こちらはあくまで干渉とか無く、端末もAPと近いことを想定した理想の速度です

11n		2.4/5Ghz
変調方式	ストリーム数	20Mhz時の速度	40Mhz時の速度
QPSK	1×1ストリーム	21.7 Mbps	45 Mbps
	2×2ストリーム	43.3 Mbps	90 Mbps
	3×3ストリーム	65 Mbps	135 Mbps
	4×4ストリーム	86.7 Mbps	180 Mbps
16QAM	1×1ストリーム	43.3 Mbps	90 Mbps
	2×2ストリーム	86.7 Mbps	180 Mbps
	3×3ストリーム	130 Mbps	270 Mbps
	4×4ストリーム	173.3 Mbps	360 Mbps
64QAM	1×1ストリーム	72.2 Mbps	150 Mbps
	2×2ストリーム	144.4 Mbps	300 Mbps
	3×3ストリーム	216.7 Mbps	450 Mbps
	4×4ストリーム	288.9 Mbps	600 Mbps

11ac		2.4/5Ghz		5Ghz
変調方式	ストリーム数	20Mhz時の速度	40Mhz時の速度	80Mhz時の速度	160Mhz時の速度
QPSK	1×1ストリーム	26 Mbps	54 Mbps	117 Mbps	234 Mbps
	2×2ストリーム	52 Mbps	108 Mbps	234 Mbps	468 Mbps
	3×3ストリーム	78 Mbps	162 Mbps	351 Mbps	702 Mbps
	・・・	・・・	・・・	・・・	・・・
	8×8ストリーム	208 Mbps	432 Mbps	936 Mbps	1,872 Mbps
16QAM	1ストリーム	52 Mbps	108 Mbps	234 Mbps	468 Mbps
	2ストリーム	104 Mbps	216 Mbps	468 Mbps	936 Mbps
	3ストリーム	156 Mbps	324 Mbps	702 Mbps	1,404 Mbps
	・・・	・・・	・・・	・・・	・・・
	8ストリーム	416 Mbps	864 Mbps	1,872 Mbps	3,744 Mbps
256QAM	1×1ストリーム	87 Mbps	180 Mbps	390 Mbps	780 Mbps
	2×2ストリーム	173 Mbps	360 Mbps	780 Mbps	1,560 Mbps
	3×3ストリーム	260 Mbps	540 Mbps	1,170 Mbps	2,340 Mbps
	4×4ストリーム	347 Mbps	720 Mbps	1,560 Mbps	3,120 Mbps
	5×5ストリーム	433 Mbps	900 Mbps	1,950 Mbps	3,900 Mbps
	6×6ストリーム	520 Mbps	1,080 Mbps	2,340 Mbps	4,680 Mbps
	7×7ストリーム	607 Mbps	1,260 Mbps	2,730 Mbps	5,460 Mbps
	8×8ストリーム	693 Mbps	1,440 Mbps	3,120 Mbps	6,933 Mbps

11ax		2.4/5Ghz		5/6Ghz
変調方式	ストリーム数	20Mhz時の速度	40Mhz時の速度	80Mhz時の速度	160Mhz時の速度
QPSK	1×1ストリーム	17 Mbps	34 Mbps	69 Mbps	138 Mbps
	2×2ストリーム	34 Mbps	69 Mbps	138 Mbps	275 Mbps
	3×3ストリーム	52 Mbps	103 Mbps	206 Mbps	413 Mbps
	・・・	・・・	・・・	・・・	・・・
	8×8ストリーム	138 Mbps	275 Mbps	550 Mbps	1,101 Mbps
64QAM	1×1ストリーム	69 Mbps	138 Mbps	275 Mbps	550 Mbps
	2×2ストリーム	138 Mbps	275 Mbps	550 Mbps	1,101 Mbps
	3×3ストリーム	206 Mbps	413 Mbps	826 Mbps	1,651 Mbps
	・・・	・・・	・・・	・・・	・・・
	8×8ストリーム	550 Mbps	1,101 Mbps	2,202 Mbps	4,403 Mbps
1024QAM	1×1ストリーム	143 Mbps	287 Mbps	574 Mbps	1,201 Mbps
	2×2ストリーム	287 Mbps	574 Mbps	1,147 Mbps	2,402 Mbps
	3×3ストリーム	430 Mbps	861 Mbps	1,721 Mbps	3,603 Mbps
	4×4ストリーム	574 Mbps	1,147 Mbps	2,294 Mbps	4,804 Mbps
	5×5ストリーム	717 Mbps	1,434 Mbps	2,868 Mbps	6,005 Mbps
	6×6ストリーム	860 Mbps	1,721 Mbps	3,441 Mbps	7,206 Mbps
	7×7ストリーム	1,004 Mbps	2,007 Mbps	4,015 Mbps	8,407 Mbps
	8×8ストリーム	1,147 Mbps	2,294 Mbps	4,588 Mbps	9,608 Mbps