WLAN笔记（二）

这一篇记录射频和信道相关的基础知识。简要说明：WLAN 跟无线广播、电视、手机通信一样，都是把信息加载到射频上传输。

一、射频与无线频谱

射频是频率介于 3 kHz 与约 300 GHz 之间的电磁波，也可称为射频电波或射电。人们将这段电磁波按照频率范围划分为极低频、超低频、中频、高频、超高频等。

WLAN 使用的射频频率范围主要包括：

• 2.4 GHz 频段：2.400 GHz ~ 2.4835 GHz
• 5 GHz 频段：5.150 GHz ~ 5.350 GHz 与 5.725 GHz ~ 5.850 GHz（中国使用范围）

分别属于特高频（300 MHz ~ 3 GHz）与超高频（3 GHz ~ 30 GHz）。不同国家开放的频宽范围存在差异，部署时需参考当地的无线电管理法规。

WLAN 使用的 2.4 GHz 与 5 GHz 频段属于 ISM 频段（Industrial、Scientific、Medical），即工业、科学与医疗频段。ISM 频段主要开放给上述机构使用，只要设备发射功率符合限制，即可 免许可（Free License） 使用。

二、射频调制与信道

1. 基本调制方式

通过射频传输信息的基本调制方式包括调频、调相和调幅：

• 调频（FM）：通过改变载波频率传递信息。
• 调相（PM）：通过改变载波相位传递信息。
• 调幅（AM）：通过改变载波振幅传递信息。

发送端将信息调制到载波上，接收端收到后解调还原信息。调频、调相和调幅通常用于模拟信号传输；在数字通信中，射频调制方式更为复杂，主要包括：振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。其中，QAM 同时利用载波的幅度与相位来传递信息。

有线通信其实也是将信号调制成电脉冲或光脉冲，再通过电缆或光缆传输。射频通信则需要额外解决反射、衍射、多径衰减等问题。无论是有线还是无线通信，其过程都可以抽象为：

信源 → 信道 → 信宿

信源是信息的发送者，信宿是信息的接收者。WLAN 中的信道，就是发送端与接收端之间的射频传输介质。

2. WLAN 信道

WLAN 的信道是具有一定频宽的射频，用于承载传输信息。以 2.4 GHz 频段为例，其总频宽为：

2.4835 GHz - 2.4 GHz = 0.0835 GHz = 83.5 MHz

WLAN 并不会将 83.5 MHz 全部作为一个信道使用。如果同一覆盖范围内多个 AP 使用相同频率，会产生同频干扰，导致两个 AP 都无法有效提供服务。因此，WLAN 标准协议将 2.4 GHz 频段划分为 13 个相互交叠的信道，每个信道频宽为 20 MHz（802.11g、802.11n 占用 20 MHz，802.11b 占用 22 MHz），每个信道有自己的中心频率。

14 信道是日本专用的信道，各国开放的信道范围不同：

在这 13 个相互交叠的信道中，可以找出 3 个独立信道（即频率不交叠），分别是 1、6、11 信道。由于独立信道没有频率交叠区，相邻 AP 使用这些信道可以避免彼此产生同频干扰。实际部署中，为避免相邻 AP 同频干扰，多采用蜂窝式信道布局。

随着 2.4 GHz 频段越来越拥挤（蓝牙、微波炉、无线外设等设备均工作在此频段），信道干扰可能严重影响 WLAN 业务质量。因此，华为 AP 产品的 2.4 GHz 射频默认使用 1 信道，但强烈建议根据现场环境手动配置或启用自动信道选择，避免同频干扰。

3. 射频调优

为众多 AP 手动配置信道工作量较大，华为产品支持 射频信道自动模式。AP 上线后，AC 会根据 AP 周围的无线环境自动设置信道，避免手动配置的繁琐。此外，还支持 射频调优 功能，根据无线环境自动调整信道与发射功率，使网络保持较佳状态。

WLAN 初次部署完成后，建议执行一次射频调优。例如，周围卖场可能部署了其他 WLAN，存在部分区域射频冲突，射频调优可以自动调整信道与功率，减少冲突。由于无线环境可能随时间变化，在低峰时段执行定期射频调优也是有必要的。部分华为产品还支持 频谱分析 功能，可识别 AP 周围的干扰设备，如婴儿监视器、微波炉、蓝牙设备等。

三、5 GHz 频段与信道绑定

1. 5 GHz 频段优势

5 GHz 频段具有更高的频率与频宽，可以提供更高的速率与更小的信道干扰。WLAN 标准协议将 5 GHz 频段分为 24 个 20 MHz 宽的信道，且每个信道都是独立信道。更多的独立信道也使得 信道绑定 更具价值。

信道绑定是指将两个相邻的 20 MHz 信道绑定为一个信道使用，从而提供更大的带宽。例如，两个 20 MHz 信道绑定成 40 MHz，吞吐量可提高约一倍。802.11n 支持在 5 GHz 频段将相邻两个 20 MHz 信道绑定成 40 MHz；802.11n 也定义了 2.4 GHz 频段的信道绑定，但由于 2.4 GHz 频段信道资源拥挤，实用性较低，一般不建议使用。

2. 中国 5 GHz 开放信道

UNII-2e 为 5 GHz 新增的频段，目前中国尚未放开使用。当前中国已放开使用的 5 GHz 信道包括：

36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 149, 153, 157, 161, 165

不同国家开放的信道不同，部署时应参考国家信道顺从表（Regulatory Domain）。

3. TPC 与 DFS

5 GHz 频段并非只有 WLAN 设备使用，许多国家的军用雷达也工作在该频段。为避免民用 WLAN 设备对雷达等重要设施产生干扰，部分国家要求在该频段销售的 WLAN 产品必须具备 TPC（Transmit Power Control，发射功率控制） 与 DFS（Dynamic Frequency Selection，动态频率选择） 功能：

• TPC：限制无线设备发射功率，避免功率过大干扰雷达。
• DFS：使无线设备能够主动探测雷达使用的频率，若存在冲突则自动切换到其他频率。

在这些国家，TPC 与 DFS 属于强制性要求，不符合标准的产品将无法获得上市许可。

四、功率单位：dBm 与 dB

1. dBm

dBm 的含义是分贝毫瓦，即相对于 1 mW 的功率电平。它表示功率的绝对值。

dBm 与 mW 的换算关系为：

P(dBm) = 10 · log₁₀(P / 1 mW)

例如：100 mW = 10 · log₁₀(100) = 20 dBm。

2. dB

dB 是相对值，表示增益或衰减。两个 dBm 值相减得到的是 dB：

X(dBm) - Y(dBm) = Z(dB)

例如：20 dBm - 10 dBm = 10 dB。

3. 常用换算规律

• 功率减少 10 倍，dBm 降低 10 dB。例如：100 mW → 10 mW，对应 20 dBm → 10 dBm。
• 功率减少一半，dBm 降低约 3 dB。例如：100 mW → 50 mW，对应 20 dBm → 17 dBm；50 mW → 25 mW，对应 17 dBm → 14 dBm。

五、小结

• 射频是 WLAN 的传输媒介，WLAN 主要使用 2.4 GHz 与 5 GHz 的 ISM 频段。
• 2.4 GHz 频段划分为 13 个交叠信道，常用独立信道为 1、6、11。
• 5 GHz 频段拥有更多独立信道，支持信道绑定，干扰更小，但需关注 TPC/DFS 要求。
• 信道规划与射频调优对 WLAN 性能至关重要。
• dBm 是绝对功率单位，dB 是相对增益/衰减单位。

补充（2026 年标注）：本文写于 2019 年，只涉及 2.4 GHz / 5 GHz。此后 Wi-Fi 6E / Wi-Fi 7 新增了 6 GHz 频段，但中国 2023 年已将 6 GHz 上部（6425–7125 MHz）划归 5G/未来 6G 使用，国内设备不可用 6 GHz Wi-Fi。