Modulation Coding Scheme

Nelle reti wireless, il Modulation and Coding Scheme (MCS, Schema di modulazione e codifica) è una combinazione di parametri che consente di determinare la velocità di trasferimento dei dati al livello fisico (PHY).^[1]

I parametri trasmissivi che vengono presi in considerazione sono i seguenti:^[2][3][4]

• Tipo di modulazione utilizzato per la codifica dei dati
• Tasso di codifica, ossia quanti bit sono utilizzati per il trasferimento dell'informazione e quanti per il controllo e la correzione degli errori
• Numero di flussi spaziali (spatial stream) utilizzati per la trasmissione dei dati
• Ampiezza del canale trasmissivo espressa in termini di quantità di spettro utilizzata
• Intervallo di guardia, ossia il tempo di pausa previsto prima di trasmettere il pacchetto dati successivo
• Tecnica di multiplazione (OFDM o OFDMA)

A seconda del valore assunto da ognuno di questi parametri è possibile calcolare la bit rate nominale massima che si può ottenere tramite la formula:^[5]

R b = N s c ∗ N s y m ∗ R c ∗ N s s T s ∗ G I {\displaystyle R_{b}={\frac {N_{sc}*N_{sym}*R_{c}*N_{ss}}{T_{s}*GI}}}

dove:

N s c {\displaystyle N_{sc}} è il numero delle sottoportanti per ciascun canale

N s y m {\displaystyle N_{sym}} è il numero di bit per simbolo

R c {\displaystyle R_{c}} è il tasso di codifica

N s s {\displaystyle N_{ss}} è il numero di flussi spaziali

T s {\displaystyle T_{s}} è il tempo di durata di un simbolo

G I {\displaystyle GI} è l'intervallo di guardia

La tabella MCS è uno strumento da cui è possibile estrarre in modo rapido i valori precalcolati della bit rate utilizzando i valori previsti dalla normativa IEEE 802.11 per le varie frequenze e modalità trasmissive.^[2] La tabella tiene conto anche di due ulteriori parametri:^[2]

• Il valore minimo del rapporto segnale-rumore
• Il livello della potenza ricevuta (Received Signal Strength Indicator, RSSI)

A ogni riga della tabella è associato un indice (MCS Index), assegnato in maniera convenzionale e che viene utilizzato dai dispositivi wireless (Access Point e stazioni) per la scelta dei parametri trasmissivi, sulla base della normativa 802.11 a cui sono conformi (es. 802.11n, 802.11ac eccetera).

Per dispositivi che operano secondo le specifiche 802.11n usando fino a due flussi spaziali, la tabella MCS risultante è:^[6]

Indice MCS	Flussi spaziali	Modulazione	Tasso di codifica	Bit rate (Mbit/s)[n 1]
				Canale a 20 MHz		Canale a 40 MHz
				GI[n 2] 800 ns	GI 400 ns	GI 800 ns	GI 400 ns
0	1	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15
1	1	QPSK	1/2	13	14.4	27	30
2	1	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45
3	1	16-QAM	1/2	26	28.9	54	60
4	1	16-QAM	3/4	39	43.3	81	90
5	1	64-QAM	2/3	52	57.8	108	120
6	1	64-QAM	3/4	58.5	65	121.5	135
7	1	64-QAM	5/6	65	72.2	135	150
8	2	BPSK	1/2	13	14.4	27	30
9	2	QPSK	1/2	26	28.9	54	60
10	2	QPSK	3/4	39	43.3	81	90
11	2	16-QAM	1/2	52	57.8	108	120
12	2	16-QAM	3/4	78	86.7	162	180
13	2	64-QAM	2/3	104	115.6	216	240
14	2	64-QAM	3/4	117	130	243	270
15	2	64-QAM	5/6	130	144.4	270	300
^ Per ogni flusso spaziale ^ Intervallo di guardia tra due simboli successivi

• (EN) Wi-Fi Technology Fundamentals: WLAN Physical Layer - MCS Table / PHY Data Rates and Throughput (PDF), su candelatech.com.

• IEEE 802.11

• (EN) MCS Index Table, su mcsindex.com.