Wi-Fi 6 在 2.4GHz 频段的速率与优化分析
Wi-Fi 6（802.11ax）在 2.4GHz 和 5GHz 频段均可工作，理论最高速率可达 1200 Mbps（5GHz，80MHz，2×2 MIMO）。但在 2.4GHz 频段，速率受 信道宽度、MIMO、调制方式、干扰、协议开销 影响，实际吞吐量通常低于理论速率。本文将详细解析 Wi-Fi 6 在 2.4GHz 频段的速率计算、影响因素及优化方案。
1. Wi-Fi 6 在 2.4GHz 频段的理论速率
Wi-Fi 速率由以下因素决定：
其中：
- 信道宽度 → 20MHz / 40MHz
- 调制方式（QAM） → 64-QAM / 256-QAM / 1024-QAM
- MIMO（多输入多输出） → 1×1 / 2×2
- 符号速率 → 13.714 MS/s
- 编码效率 → 5/6
📌 Wi-Fi 6（802.11ax）在 2.4GHz 频段的理论速率：
| 信道宽度 | MIMO | 理论速率 |
|---|---|---|
| 20MHz | 1×1 | 143 Mbps |
| 20MHz | 2×2 | 286 Mbps |
| 40MHz | 1×1 | 286 Mbps |
| 40MHz | 2×2 | 574 Mbps |
✅ 如果路由器只支持 20MHz，最高速率只能达到 286 Mbps。
✅ 如果设备支持 40MHz，最高速率可以达到 574 Mbps。
2. 20MHz vs. 40MHz 的区别
✅ 选择 20MHz 的优点：
- 抗干扰能力强 → 2.4GHz 频段设备多（蓝牙、其他 Wi-Fi），20MHz 更稳定。
- 兼容性好 → 旧设备（Wi-Fi 4/5）可能不支持 40MHz。
- 适合长距离传输 → 低频宽信号衰减较少，覆盖范围更广。
✅ 选择 40MHz 的优点：
- 速率更高 → 最高可达 574 Mbps（比 20MHz 快 2 倍）。
- 适合高吞吐量应用 → 视频流、数据传输更快。
📌 如果你的环境 Wi-Fi 干扰较少，建议使用 40MHz。
📌 如果你的路由器只支持 20MHz，吞吐量会受限，建议升级支持 40MHz 的路由器。
3. Wi-Fi 6 在 2.4GHz 频段的合理吞吐量
✅ 理论速率 vs. 实际吞吐量（UDP）
| 信道宽度 | 理论速率 | 实际 UDP 吞吐量 |
|---|---|---|
| 20MHz | 286 Mbps | 150~200 Mbps |
| 40MHz | 574 Mbps | 250~350 Mbps |
📌 合理吞吐量：
- 2.4GHz Wi-Fi 4（40MHz，2×2） → 150~200 Mbps
- 2.4GHz Wi-Fi 6（40MHz，2×2） → 250~350 Mbps
4. 如何测试 Wi-Fi 6 的吞吐量？
✅ 测试 2.4GHz Wi-Fi 6（40MHz，2×2 MIMO）
iperf3 -c 192.168.1.34 -u -b 300M -t 20 -i 1 -p 8000 -R
✅ 检查当前连接速率
iw dev wlan0 link
✅ 检查信道宽度
iw dev wlan0 info
📌 如果你的测试速率低于预期，可以检查信道宽度、MIMO 配置、Wi-Fi 干扰。
5. 影响吞吐量的因素
✅ 1. Wi-Fi 连接速率低
- 检查当前 Wi-Fi 连接速率：
如果 连接速率低于 574 Mbps（如 144 Mbps），说明 设备未使用 40MHz 信道或 MIMO 未启用。iw dev wlan0 link
✅ 2. 信道宽度可能是 20MHz
- 检查当前信道宽度：
如果 信道宽度是 20MHz，最大速率只有 286 Mbps，实际吞吐量可能低于 150 Mbps。iw dev wlan0 info
✅ 3. Wi-Fi 干扰
- 2.4GHz 频段容易受到干扰（蓝牙、其他 Wi-Fi 设备）。
- 检查当前 Wi-Fi 信号强度：
如果 信号强度低于 -70 dBm，可能会影响吞吐量。iw dev wlan0 scan | grep "signal"
✅ 4. UDP 传输碎片化
- 默认 UDP 数据包大小可能导致碎片化。
- 建议调整
-l参数：
1472 字节适用于 MTU 1500，减少碎片化，提高稳定性。iperf3 -c 192.168.1.34 -u -b 300M -l 1472 -t 20 -i 1 -p 8000 -R
✅ 5. CPU 处理能力
- Wi-Fi 处理需要 CPU 计算，低功耗模式可能影响吞吐量。
- 开启 CPU 性能模式：
echo performance | tee $(find /sys/ -name *governor)
6. 结论
✅ Wi-Fi 6 在 2.4GHz 频段支持 20MHz 和 40MHz，40MHz 速率更高（574 Mbps），但可能受干扰影响。
✅ 如果路由器只支持 20MHz，最高速率只能达到 286 Mbps，实际吞吐量约 150~200 Mbps。
✅ 如果你的环境 Wi-Fi 干扰较少，建议使用 40MHz，否则 20MHz 更稳定。
✅ 如果你的测试速率低于预期，建议检查信道宽度、MIMO 配置、Wi-Fi 干扰。