Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

IEEE 802.11ah - это протокол беспроводной сети , опубликованный в 2017 году [1] под названием Wi-Fi HaLow [2] [3] [4] (произносится как «HEY-Low») как поправка к стандарту беспроводной сети IEEE 802.11-2007 . Он использует безлицензионные диапазоны 900 МГц для обеспечения сетей Wi-Fi с расширенным диапазоном по сравнению с обычными сетями Wi-Fi, работающими в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Он также выигрывает от более низкого энергопотребления, что позволяет создавать большие группы станций или датчиков, которые взаимодействуют для обмена сигналами, поддерживая концепцию Интернета вещей (IoT). [5] Низкое энергопотребление протокола конкурирует сBluetooth и имеет дополнительное преимущество в виде более высоких скоростей передачи данных и более широкого диапазона покрытия. [2]

Описание [ править ]

Преимущество 802.11ah - расширенный диапазон, что делает его полезным для сельской связи и разгрузки трафика вышек сотовой связи. [6] Другая цель протокола - позволить использовать низкоскоростные беспроводные станции 802.11 в субгигагерцовом спектре. [5] Протокол является одной из технологий IEEE 802.11, которая больше всего отличается от модели LAN, особенно в отношении средней конкуренции. Важным аспектом 802.11ah является поведение станций, которые сгруппированы для минимизации конкуренции в эфирных средах, используют ретранслятор для расширения своей зоны действия, потребляют мало энергии благодаря предопределенным периодам пробуждения / ожидания, все еще могут отправлять данные на высокой скорости в условиях некоторые оговариваются условия и используют секторные антенны. Он использует спецификацию 802.11a / g с пониженной дискретизацией для обеспечения 26 каналов, каждый из которых может обеспечить пропускную способность 100 кбит / с. Он может покрыть радиус в один километр. [7] Его цель - обеспечить подключение к тысячам устройств в точке доступа. Протокол поддерживает машину к машине (M2M) рынкам, как смарт измерение.[8]

Скорость передачи данных [ править ]

Скорость передачи данных до 347 Мбит / с достигается только при использовании максимум четырех пространственных потоков с использованием одного канала шириной 16 МГц. Различные схемы модуляции и скорости кодирования определены стандартом и представлены значением индекса схемы модуляции и кодирования (MCS). В таблице ниже показаны отношения между переменными, которые обеспечивают максимальную скорость передачи данных. GI (Guard Interval): интервал между символами.

Канал 2 МГц использует БПФ 64, из которых: 56 поднесущих OFDM , 52 - для данных и 4 - пилотные тона с разделением несущих 31,25 кГц (2 МГц / 64) (32 мкс). Каждая из этих поднесущих может быть BPSK , QPSK , 16- QAM , 64- QAM или 256- QAM . Общая полоса пропускания составляет 2 МГц с занимаемой полосой пропускания 1,78 МГц. Общая длительность символа составляет 36 или 40 микросекунд , включая защитный интервал в 4 или 8 микросекунд. [7]

Особенности MAC [ править ]

Релейная точка доступа [ править ]

Точка доступа ретрансляции (AP) - это объект, который логически состоит из ретранслятора и сетевой станции (STA) или клиента. Функция ретрансляции позволяет AP и станциям обмениваться кадрами друг с другом через ретранслятор. Введение ретранслятора позволяет станциям использовать более высокие MCS (схемы модуляции и кодирования) и сокращать время, в течение которого станции будут оставаться в активном режиме. Это увеличивает время автономной работы станций. Ретрансляционные станции также могут обеспечивать соединение для станций, находящихся вне зоны действия точки доступа. Существуют накладные расходы на общую эффективность сети и повышенную сложность при использовании ретрансляционных станций. Чтобы ограничить эти накладные расходы, функция ретрансляции должна быть двунаправленной и ограничиваться только двумя переходами.

Энергосбережение [ править ]

Энергосберегающие станции делятся на два класса: станции TIM и станции без TIM. Станции TIM периодически получают информацию о буферизованном для них трафике от точки доступа в так называемом информационном элементе TIM, отсюда и название. Станции без TIM используют новый механизм Target Wake Time, который позволяет снизить накладные расходы на сигнализацию. [9]

Целевое время пробуждения [ править ]

Целевое время пробуждения (TWT) - это функция, которая позволяет AP определять конкретное время или набор времени для отдельных станций для доступа к среде. STA (клиент) и AP обмениваются информацией, которая включает в себя ожидаемую продолжительность активности, чтобы позволить AP контролировать количество конфликтов и перекрытий между конкурирующими STA. AP может защитить ожидаемую продолжительность активности с помощью различных механизмов защиты. Использование TWT оговаривается между AP и STA. Целевое время пробуждения может использоваться для снижения энергопотребления сети, поскольку станции, которые его используют, могут переходить в дремлющее состояние, пока не прибудет их TWT.

Окно ограниченного доступа [ править ]

Окно ограниченного доступа позволяет разделить станции в Базовом наборе услуг (BSS) на группы и ограничить доступ к каналу только для станций, принадлежащих данной группе в любой заданный период времени. Это помогает уменьшить конкуренцию и избежать одновременных передач от большого количества скрытых друг от друга станций. [10] [11]

Двунаправленный TXOP [ править ]

Двунаправленный TXOP позволяет AP и не-AP (STA или клиент) обмениваться последовательностью кадров восходящего и нисходящего каналов в течение зарезервированного времени (возможность передачи или TXOP). Этот режим работы предназначен для уменьшения количества доступов к каналу на основе конкуренции, повышения эффективности канала за счет минимизации количества обменов кадрами, необходимых для кадров данных восходящей и нисходящей линии связи, и позволяет станциям продлить срок службы батареи за счет сокращения времени пробуждения. Этот непрерывный обмен кадрами осуществляется как по восходящей, так и по нисходящей линии связи между парой станций. В более ранних версиях стандартного двунаправленного TXOP назывался Speed ​​Frame Exchange. [12]

Секторизация [ править ]

Разделение зоны обслуживания базового набора услуг (BSS) на секторы, каждый из которых содержит подмножество станций, называется секторизацией. Это разделение достигается с помощью набора антенн или набора синтезированных антенных лучей для покрытия различных секторов BSS. Целью секторизации является уменьшение конкуренции или помех в среде за счет уменьшения количества станций в секторе и / или обеспечение пространственного разделения между перекрывающимися точками доступа или станциями BSS (OBSS).

Сравнение с 802.11af [ править ]

Другой стандарт WLAN для диапазонов ниже 1 ГГц - это IEEE 802.11af, который, в отличие от 802.11ah, работает в лицензированных диапазонах. В частности, 802.11af работает в спектре белого пространства ТВ в диапазонах УКВ и УВЧ между 54 и 790 МГц с использованием технологии когнитивного радио . [13]

Продукты [ править ]

IP [ править ]

Следующие организации продают IP-компоненты, совместимые со стандартом 802.11ah:

  • Адапт-ИП [14]
  • IMEbC
  • Методы2Бизнес

Чипсеты [ править ]

На сегодняшний день на рынке отсутствуют коммерческие наборы микросхем Wi-Fi HaLow, ниже список компаний, которые являются частью Wi-Fi Alliance и публично разрабатывают наборы микросхем Wi-Fi HaLow:

  • Адапт-ИП [15]
  • Морс Микро
  • Newratek / Newracom (есть EVK)
  • Пальма Сея ПолуДизайн

Встроенный модуль [ править ]

Silex Technology выпустила модуль 802.11ah для Интернета вещей, SX-NEWAH.

Коммерческие маршрутизаторы и точки доступа [ править ]

На сегодняшний день на рынке отсутствуют коммерческие точки доступа или маршрутизаторы Wi-Fi HaLow, поскольку они зависят от чипсетов Wi-Fi HaLow.

Сетевые стандарты IEEE 802.11 [ править ]

См. Также [ править ]

  • Classic WaveLAN (оборудование до 802.11 с вариантом 915 МГц)
  • DASH7
  • IEEE
  • LoRa - еще одна технология беспроводной связи с низким энергопотреблением на большие расстояния

Примечания [ править ]

  1. ^ MCS 9 не применим ко всем комбинациям ширины канала / пространственного потока.
  2. ^ Второй поток удваивает теоретическую скорость передачи данных, третий - утроивает ее и т. Д.
  3. ^ GI обозначает защитный интервал.

Ссылки [ править ]

  1. ^ 802.11ah-2016 - Стандарт IEEE для информационных технологий - Телекоммуникации и обмен информацией между системами - Локальные и городские сети - Особые требования - Часть 11: Управление доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физический уровень (PHY), Поправка 2 : Работа без лицензии на частоту менее 1 ГГц . DOI : 10.1109 / IEEESTD.2017.7920364 . ISBN 978-1-5044-3911-4.
  2. ^ a b «Есть новый тип Wi-Fi, и он предназначен для подключения вашего умного дома» . theverge.com. 2016-01-04 . Проверено 4 января 2015 .
  3. ^ Wi-Fi Alliance представляет маломощный и дальний Wi-Fi HaLow; wi-fi.org; 4 января 2016 г.
  4. ^ Маломощный Wi-Fi на большие расстояния для Интернета вещей; wi-fi.org; 21 мая 2020.
  5. ^ a b «Wi-Fi Advanced 802.11ah» . Qualcomm.com . Проверено 25 июня 2014 .
  6. ^ Tammy Parker (2013-09-02). «Подготовка к Wi-Fi на 900 МГц с 802.11ah» . FierceWirelessTech.com . Проверено 25 июня 2014 .
  7. ^ a b c Солнце, Вэйпин; Чой, Мунхван; Чхве, Сонхён (июль 2013 г.). «IEEE 802.11ah: Беспроводная локальная сеть 802.11 с большим радиусом действия на частоте менее 1 ГГц» (PDF) . Журнал стандартизации ИКТ . 1 (1): 83–108. DOI : 10.13052 / jicts2245-800X.115 .
  8. ^ Aust, Прасад и Niemegeers 2012 .
  9. Перейти ↑ Sun, Choi & Choi 2013 , p. 94, 5.2 Энергосбережение.
  10. ^ Хоров и др. 2014 г. , 4.3.2. Окно ограниченного доступа.
  11. ^ ZhouWang & ZhengLei 2013 , 4. Канал доступа.
  12. ^ Хоров, Ляхов и KrotovGuschin 2014 , 4.3.1. Виртуальный операторский смысл.
  13. ^ Флорес, Адриана Б .; Guerra, Ryan E .; Knightly, Эдвард У .; Экклесин, Питер; Панди, Сантош (октябрь 2013 г.). «IEEE 802.11af: стандарт для совместного использования телевизионного спектра белого пространства» (PDF) . IEEE . Проверено 29 декабря 2013 .
  14. ^ Макнамара, Майкл. «Адапт-ИП: Продукция» . www.Adapt-IP.com . Компания Адапт-ИП . Проверено 25 декабря 2019 .
  15. ^ Макнамара, Майкл. «Адапт-ИП: Продукция» . www.Adapt-IP.com . Компания Адапт-ИП . Проверено 25 декабря 2019 .
  16. ^ "Официальные сроки проекта рабочей группы IEEE 802.11" . 26 января 2017 года . Проверено 12 февраля 2017 .
  17. ^ "Wi-Fi СЕРТИФИЦИРОВАН: сети Wi-Fi® с большей дальностью действия, большей пропускной способностью, мультимедийным уровнем" (PDF) . Wi-Fi Alliance . Сентябрь 2009 г. [ мертвая ссылка ]
  18. ^ a b Банерджи, Сурангсу; Чоудхури, Рахул Сингха. «О IEEE 802.11: Технология беспроводной локальной сети». arXiv : 1307.2661 .
  19. ^ «Полное семейство стандартов беспроводной локальной сети: 802.11 a, b, g, j, n» (PDF) .
  20. ^ Abdelgader, Abdeldime МС; Ву, Ленан (2014). Физический уровень стандарта связи IEEE 802.11p WAVE: спецификации и проблемы (PDF) . Всемирный конгресс по инженерии и информатике.
  21. ^ a b Анализ пропускной способности Wi-Fi для 802.11ac и 802.11n: теория и практика
  22. ^ Белэнджер, Фил; Биба, Кен (31 мая 2007 г.). «802.11n обеспечивает лучший диапазон» . Wi-Fi Planet . Архивировано из оригинала на 2008-11-24.
  23. ^ "IEEE 802.11ac: что это значит для тестирования?" (PDF) . LitePoint . Октябрь 2013. Архивировано из оригинального (PDF) 16 августа 2014 года.
  24. ^ «Стандарт IEEE для информационных технологий - Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Локальные и городские сети - Особые требования. Часть 11: Управление доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физический уровень (PHY). для поддержки китайских диапазонов частот миллиметрового диапазона (60 ГГц и 45 ГГц) » . IEEE Std 802.11aj-2018 . Апрель 2018 г. doi : 10.1109 / IEEESTD.2018.8345727 .
  25. ^ «802.11ad - WLAN на 60 ГГц: Введение в технологию» (PDF) . Rohde & Schwarz GmbH. 21 ноября 2013 г. с. 14.
  26. ^ «Connect802 - Обсуждение 802.11ac» . www.connect802.com .
  27. ^ «Понимание физического уровня IEEE 802.11ad и проблем измерения» (PDF) .
  28. ^ "Пресс-релиз 802.11aj" .
  29. ^ а б Хун, Вэй; Он, Шивен; Ван, Хайминг; Ян, Гуанци; Хуанг, Юнмин; Чен, Цзиксин; Чжоу, Цзяньи; Чжу, Сяовэй; Чжан, Няньчжу; Чжай, Цзяньфэн; Ян, Луси; Цзян, Чжихао; Ю, Чао (2018). «Обзор китайской системы беспроводной локальной сети миллиметрового диапазона с несколькими гигабитами» . Операции IEICE по коммуникациям . E101.B (2): 262–276. DOI : 10.1587 / transcom.2017ISI0004 .
  30. ^ «IEEE 802.11ay: первый настоящий стандарт для широкополосного беспроводного доступа (BWA) через mmWave - технологический блог» . techblog.comsoc.org .
  31. ^ Солнце, Роб; Синь, Ян; Абул-Магед, Усама; Кальцев, Георгий; Ван, Лэй; Ау, Эдвард; Кариу, Лоран; Кордейро, Карлос; Абу-Сурра, Шади; Чанг, Санхьюн; Таори, Ракеш; Ким, Тэён; О, Чонхо; Чо, ДжанГю; Мотодзука, Хироюки; Ви, Гай. «Беспроводные локальные сети P802.11» . IEEE. стр. 2, 3. Архивировано из оригинала на 2017-12-06 . Проверено 6 декабря 2017 года .
  32. ^ a b «802.11 Alternate PHYs A whitepaper by Ayman Mukaddam» (PDF) .
  33. ^ Ли, Вукбонг; Квак, Джин-Сэм; Кафле, Падам; Тинглефф, Йенс; Ючек, Тевфик; Порат, Рон; Эрцег, Винко; Лан, Чжоу; Харада, Хироши (10.07.2012). «Предложение TGaf PHY» . IEEE P802.11 . Проверено 29 декабря 2013 .
  34. ^ Солнце, Вэйпин; Чой, Мунхван; Чхве, Сонхён (июль 2013 г.). «IEEE 802.11ah: Беспроводная локальная сеть 802.11 с большим радиусом действия на частоте менее 1 ГГц» (PDF) . Журнал стандартизации ИКТ . 1 (1): 83–108. DOI : 10.13052 / jicts2245-800X.115 .

Библиография [ править ]

  • Адам, Тони; Бел, Альберт; Беллалта, Борис; Барсело, Жауме; Оливер, Микель (2014). «IEEE 802.11AH: подход WiFi для связи M2M». Журнал IEEE Wireless Communications . IEEE. 21 (6): 144–152. arXiv : 1402,4675 . DOI : 10.1109 / MWC.2014.7000982 . S2CID  13510385 .
  • Хоров, Евгений; Ляхов, Андрей; Кротов, Александр; Гущин, Андрей (2014). «Обзор IEEE 802.11 ah: эффективная сетевая технология для умных городов» (PDF) . Компьютерные коммуникации . Эльзевир.
  • Солнце, Вэйпин; Чой, Мунхван; Чхве, Сонхён (2013). «IEEE 802.11 ah: WLAN 802.11 с большим радиусом действия на частоте менее 1 ГГц» (PDF) . Журнал стандартизации ИКТ . 1 (1): 83–108. DOI : 10.13052 / jicts2245-800X.115 .
  • Чжоу, Юань; Ван, Хайгуан; Чжэн, Шоукан; Лэй, Цандер Чжундин (2013). «Достижения в стандартизации IEEE 802.11 ah для машинной связи в WLAN менее 1 ГГц» . Связь Мастерские (ICC), 2013 IEEE Международная конференция по . IEEE. С. 1269–1273.
  • Ост, Стефан; Прасад, Р. Венкатеша; Нимегерс, Игнас GMM (2012). «IEEE 802.11 ah: преимущества в стандартах и ​​дальнейшие проблемы для Wi-Fi с частотой менее 1 ГГц». Коммуникации (ICC), 2012 IEEE Международная конференция по . IEEE. С. 6885–6889.