所属方向：L5 PHY 基带。本篇解释 Wi‑Fi 物理层的“时频网格”：信号怎样切成子载波和符号，频谱又怎样分给多个用户。
OFDM 正交频分复用
- 原理：把一个宽带信道切成许多相互正交的窄带子载波，每个子载波各自承载一个 QAM 符号。发端用 IFFT 把频域符号变成时域波形，收端用 FFT 还原。子载波足够窄，每个子载波上的信道近似平坦，所以只需一个复数系数就能完成均衡。
- 为什么适合 Wi‑Fi：室内多径时延扩展通常只有几十到几百纳秒，OFDM 配合保护间隔就能消除符号间干扰，均衡复杂度远低于单载波时域均衡。
- 演进：802.11a/g（1999/2003）首次引入 OFDM，之后 n/ac/ax/be/bn 都沿用。
子载波间隔与符号时长 Subcarrier Spacing
| 代际 | 子载波间隔 | 每 20 MHz 的 FFT 点数 | 符号时长（不含 GI） |
|---|---|---|---|
| 11a/g/n/ac（Legacy/HT/VHT） | 312.5 kHz | 64 | 3.2 µs |
| 11ax/be/bn（HE/EHT/UHR） | 78.125 kHz | 256 | 12.8 µs |
- 原理：符号时长 。Wi‑Fi 6 把子载波间隔缩小为原来的 1/4，符号时长变为 4 倍。这样 GI 在符号中的占比更小，开销降低；子载波更多，OFDMA 的分配粒度也更细。
- 代价：子载波越窄，对频偏（CFO）和相位噪声越敏感，对射频本振质量的要求更高。
IFFT 与 FFT
- 原理：IFFT（逆快速傅里叶变换）把 N 个频域子载波符号一次性变成 N 个时域采样点；FFT 是它的逆运算。点数随带宽增加：Wi‑Fi 7 的 320 MHz 需要 4096 点 FFT。
- 实现：FFT 是基带 ASIC 中面积和功耗最大的模块之一，通常用流水线蝶形结构实现。
保护间隔 GI / 循环前缀 CP
- 原理：把每个 OFDM 符号尾部的一段复制到符号前面，这段就是保护间隔（Guard Interval），也叫循环前缀（Cyclic Prefix）。只要多径时延小于 GI，前一个符号的拖尾就只落在 GI 内，不会破坏 FFT 窗口内的正交性。
- Wi‑Fi 取值：Legacy 为 0.8 µs（可选 0.4 µs 短 GI）；HE/EHT 为 0.8 / 1.6 / 3.2 µs，室外或大时延扩展环境用更长的 GI。
加窗 Windowing
- 原理：在符号边界做平滑过渡（如升余弦窗），降低符号之间相位跳变造成的频谱旁瓣，帮助满足发射频谱模板（Spectral Mask），并降低邻道泄漏。
信道带宽与信道绑定 Channel Bonding
- 原理：把相邻的 20 MHz 信道绑定成 40 / 80 / 160 / 320 MHz 宽信道，峰值速率大致按带宽线性增长。其中有一个主 20 MHz 信道（Primary 20）负责信道接入与管理帧，其余为从信道。
- 演进：11n 40 MHz → 11ac 80/160 MHz → 11be 320 MHz（仅限 6 GHz）。在 6 GHz 频段受限的地区，宽信道很难真正用满。
OFDMA 正交频分多址
- 原理：OFDM 在一个时刻把整个信道交给一个用户；OFDMA 把子载波分成若干资源单元（RU），在同一个 PPDU 里同时分给多个用户，下行和上行都可以。
- 意义：小包、多用户场景（IoT、语音、ACK）下，可以避免每个用户独占整个宽信道和前导开销，降低时延、提高效率。
- 上行 OFDMA：需要 AP 用触发帧（Trigger Frame）统一调度各终端的发送时间、RU、功率和 MCS，各终端的频偏与定时必须对齐。见 OFDMA 调度。
资源单元 RU Resource Unit
- 原理：OFDMA 的最小分配单位是一组连续子载波。Wi‑Fi 6 定义了 26 / 52 / 106 / 242 / 484 / 996 / 2×996 个子载波（tone）的 RU，其中 242‑tone 约等于一个 20 MHz 信道。Wi‑Fi 7 扩展到 4×996（320 MHz）。
- 导频：每个 RU 内含导频子载波，用来做相位跟踪。
多资源单元 MRU Multiple RU
- 原理：Wi‑Fi 7 允许把多个不相邻或大小不同的 RU 合并分给同一个用户，例如 52+26、106+26、484+242、996+484。
- 意义：配合前导打孔，被干扰占用的子信道可以绕开，剩余频谱仍然能组合给一个用户用。
前导打孔 Preamble Puncturing
- 原理：宽信道中某个 20 MHz 子信道（非主信道）被其他网络或雷达占用时，发送端把这段子载波“打孔”置零，其余带宽照常使用，不必把整个 160/320 MHz 降级为 80 MHz。
- 演进：Wi‑Fi 6 只在多用户（MU）PPDU 中可选；Wi‑Fi 7 扩展到单用户（SU）PPDU。
分布式资源单元 DRU Distributed RU
- 原理（Wi‑Fi 8 / 802.11bn）：把一个逻辑 RU 的子载波分散铺到更宽的分布带宽上，而不是集中在一段连续频谱里。
- 为什么需要：6 GHz LPI 规则按功率谱密度（PSD，dBm/MHz）限功率。子载波越集中，总发射功率越受限；分散之后，同样的 PSD 限制下总功率更高，上行覆盖和速率随之改善，对电池供电的终端尤其有用。
- 代价：分布带宽内的其他用户的调度更复杂，信道估计需要更多插值。
DCM 与 DUP 复制传输
- DCM（Dual Carrier Modulation）：Wi‑Fi 6 引入，同一数据在两个相隔较远的子载波上各发一次，获得频率分集，用于远距离和低信噪比场景。
- EHT DUP（MCS 14）：Wi‑Fi 7 在 6 GHz 把数据在多个子信道上复制发送，换取更高的总功率与可靠性，服务覆盖边缘。