4. Wi-Fi技术基础
Wi-Fi 并不是单一协议，而是以 IEEE 802.11 为基础标准族构建的无线局域网技术体系。理解 Wi-Fi 的共存设计，首先要回答三个问题：它工作在哪些频段、信道如何划分、多个设备如何共享同一段无线资源。这三个问题分别对应标准演进、频谱规划与 MAC 层机制，也是后续分析 Wi-Fi 与蜂窝、GNSS 干扰关系的物理与协议基础。
一、802.11 系列标准的演进主线
802.11 标准族的核心演进逻辑是“速率提升”与“频段扩展”两条线并行。早期 802.11b 工作在 2.4 GHz，采用直接序列扩频，速率仅 1/2/5.5/11 Mbps；802.11a 转向 5 GHz 并引入 OFDM，速率提升到 54 Mbps；802.11g 把 OFDM 带回 2.4 GHz。真正奠定现代 Wi-Fi 基础的是 802.11n（Wi-Fi 4），它同时支持 2.4 GHz 与 5 GHz，引入 MIMO 与 40 MHz 信道绑定；802.11ac（Wi-Fi 5）只在 5 GHz 工作，引入更宽信道、更高阶调制与下行 MU-MIMO；802.11ax（Wi-Fi 6/6E）进一步引入 OFDMA、上行 MU-MIMO、TWT，并扩展到 6 GHz；802.11be（Wi-Fi 7）则引入 320 MHz 带宽、4096-QAM 与多链路操作。
| 标准 | 商用名称 | 主要频段 | 最大信道带宽 | 关键机制 |
|---|---|---|---|---|
| 802.11b/g | — | 2.4 GHz | 20 MHz | DSSS/OFDM |
| 802.11n | Wi-Fi 4 | 2.4/5 GHz | 40 MHz | MIMO、信道绑定 |
| 802.11ac | Wi-Fi 5 | 5 GHz | 160 MHz | MU-MIMO（下行） |
| 802.11ax | Wi-Fi 6/6E | 2.4/5/6 GHz | 160 MHz | OFDMA、TWT、BSS Coloring |
| 802.11be | Wi-Fi 7 | 2.4/5/6 GHz | 320 MHz | 4096-QAM、MLO |
二、频段与信道划分
2.4 GHz 频段范围为 2.400～2.4835 GHz，共划分 14 个信道，每个信道名义带宽 20 MHz，但相邻信道中心频率仅间隔 5 MHz，因此存在大量重叠。真正互不干扰的只有 1、6、11 三个信道，这也是 2.4 GHz 部署中最常用的三信道复用方案。5 GHz 频段信道数量多、间隔规整，每个信道 20 MHz，可绑定为 40/80/160 MHz，且 DFS 信道需避让雷达。6 GHz 频段（5.925～7.125 GHz）为 Wi-Fi 6E/7 新增，信道资源最丰富，几乎无 legacy 设备干扰。
三、MAC 层机制：CSMA/CA 与信道接入
Wi-Fi 采用 CSMA/CA（载波侦听多路访问/冲突避免），而不是以太网的 CSMA/CD。原因在于无线终端无法在发送时可靠检测冲突，因此必须“先听后说、避免冲突”。基本流程为：终端先进行物理载波侦听与虚拟载波侦听（NAV），若信道空闲则等待一个 DIFS 间隔，再进入随机退避窗口；退避计数减到 0 后发送数据；接收方在 SIFS 后回复 ACK。若未收到 ACK，则重传并增大竞争窗口。
信道空闲 → DIFS → 随机退避 → 发送 DATA → SIFS → 接收 ACK
若未收到 ACK：CW 加倍 → 重新退避 → 重传（最多 7 次）为提升效率，802.11 还引入 RTS/CTS 握手解决隐藏终端问题，引入帧聚合（A-MPDU/A-MSDU）降低开销，引入 Block ACK 减少确认帧数量。802.11ax 的 OFDMA 则把信道划分为多个资源单元（RU），让多个用户在同一时刻并行传输，显著改善密集场景效率。
四、典型场景与误区复盘
在一个 2.4 GHz 密集公寓场景中，若周边有十余个 AP 都使用 CH1/CH6/CH11，实际同频干扰仍然严重，因为三信道方案只能保证“同一 AP 内部不重叠”，不能保证“邻居之间不重叠”。此时应优先引导终端接入 5 GHz，或启用 802.11ax 的 BSS Coloring 与 TWT 降低碰撞概率。