stringtranslate.com

ИЭЭЭ 802.11ах

IEEE 802.11ah — это протокол беспроводной сети , опубликованный в 2017 году [1] под названием Wi-Fi HaLow [2] [3] [4] ( / ˈ h eɪ ˌ l oʊ / ) как поправка к стандарту беспроводной сети IEEE 802.11-2007. . Он использует нелицензионные диапазоны 900 МГц для создания сетей Wi-Fi с расширенным радиусом действия по сравнению с обычными сетями Wi-Fi, работающими в диапазонах 2,4 ГГц, 5 ГГц и 6 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 этого протокола конкурирует с Bluetooth , LoRa и Zigbee , [6] и имеет дополнительное преимущество в виде более высоких скоростей передачи данных и более широкого диапазона покрытия. [2]

Описание

Преимуществом 802.11ah является расширенный радиус действия, что делает его полезным для связи в сельской местности и разгрузки трафика вышек сотовой связи. [7] Другая цель протокола — разрешить использование низкоскоростных беспроводных станций 802.11 в субгигагерцовом спектре. [5] Этот протокол является одной из технологий IEEE 802.11, которая наиболее отличается от модели локальной сети, особенно в отношении средней конкуренции. Важным аспектом 802.11ah является поведение станций, которые сгруппированы таким образом, чтобы минимизировать конфликты в эфире, используют ретрансляцию для расширения зоны охвата, потребляют мало энергии благодаря заранее заданным периодам пробуждения/дремлания и по-прежнему способны отправлять данные на высокой скорости при некоторых согласованных условиях и использовать секторные антенны. Он использует спецификацию 802.11a/g с пониженной дискретизацией для обеспечения 26 каналов, каждый из которых способен обеспечить пропускную способность 100 кбит/с. Он может охватывать радиус одного километра. [8] Его цель — обеспечить подключение тысяч устройств через точку доступа. Протокол поддерживает рынки межмашинного взаимодействия (M2M), такие как интеллектуальные измерения. [9]

Скорость передачи данных

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 определяются стандартом и представлены значением индекса схемы модуляции и кодирования (MCS). В таблице ниже показаны взаимосвязи между переменными, которые обеспечивают максимальную скорость передачи данных. Защитный интервал (GI) определяется как время между символами.

Канал 2 МГц использует БПФ , равный 64, из которых: 56 поднесущих OFDM , 52 для данных и 4 пилотных 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 продолжительность символа составляет 36 или 40 микросекунд , включая защитный интервал 4 или 8 микросекунд. [8]

Возможности MAC

Релейная точка доступа

Ретрансляционная точка доступа (AP) — это объект, который логически состоит из ретранслятора и сетевой станции (STA) или клиента. Функция ретрансляции позволяет точке доступа и станциям обмениваться кадрами друг с другом посредством ретрансляции. Внедрение реле позволяет станциям использовать более высокие схемы MCS (схемы модуляции и кодирования) и сократить время пребывания станций в активном режиме. Это увеличивает время автономной работы станций. Ретрансляционные станции также могут обеспечивать подключение станций, находящихся за пределами зоны действия точки доступа. Использование ретрансляционных станций приводит к увеличению затрат на общую эффективность сети и повышению ее сложности. Чтобы ограничить эти издержки, функция ретрансляции должна быть двунаправленной и ограничена только двумя переходами.

Энергосбережение

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, не поддерживающие TIM, используют новый механизм Target Wake Time, который позволяет снизить накладные расходы на передачу сигналов. [10]

Целевое время пробуждения

Target Wake Time (TWT) — это функция, которая позволяет точке доступа определять конкретное время или набор времени для отдельных станций для доступа к среде. STA (клиент) и AP обмениваются информацией, которая включает ожидаемую продолжительность активности, чтобы позволить AP контролировать количество конфликтов и перекрытий между конкурирующими STA. Точка доступа может защитить ожидаемую продолжительность активности с помощью различных механизмов защиты. Использование TWT согласовывается между AP и STA. Целевое время пробуждения можно использовать для снижения энергопотребления сети, поскольку станции, которые его используют, могут переходить в состояние дремоты до тех пор, пока не прибудет их TWT.

Окно ограниченного доступа

Окно ограниченного доступа позволяет разделить станции в рамках базового набора услуг (BSS) на группы и ограничить доступ к каналу только станциям, принадлежащим к данной группе в любой заданный период времени. Это помогает уменьшить конфликты и избежать одновременной передачи с большого количества станций, скрытых друг от друга. [11] [12]

Двунаправленный TXOP

Двунаправленный TXOP позволяет точке доступа и не-AP (STA или клиенту) обмениваться последовательностью кадров восходящей и нисходящей линии связи в течение зарезервированного времени (возможность передачи или TXOP). Этот режим работы предназначен для уменьшения количества конкурирующих доступов к каналу, повышения эффективности канала за счет минимизации количества обменов кадрами, необходимых для кадров данных восходящей и нисходящей линии связи, а также 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 стандарта двунаправленный TXOP назывался Speed ​​Frame Exchange. [13]

Секторизация

Разделение зоны покрытия базового набора услуг (BSS) на сектора, каждый из которых содержит подмножество станций, называется секторизацией. Такое разделение достигается за счет 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 совместного использования между перекрывающимися точками доступа или станциями BSS (OBSS).

Сравнение с 802.11af

Еще одним стандартом WLAN для диапазонов ниже 1 ГГц является IEEE 802.11af , который, в отличие от 802.11ah, работает в лицензированных диапазонах. В частности, 802.11af работает в телевизионном белом пространстве в диапазонах ОВЧ и УВЧ от 54 до 790 МГц с использованием технологии когнитивного радио . [14]

Сетевые стандарты IEEE 802.11

Смотрите также

Примечания

  1. ^ MCS 9 не применим ко всем комбинациям ширины канала и пространственного потока.
  2. ^ GI означает защитный интервал.

Рекомендации

  1. ^ Стандарт IEEE для информационных технологий. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Локальные и городские сети. Особые требования. Часть 11. Спецификации управления доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физического уровня (PHY). Поправка 2: Лицензия Sub 1 GHZ. Освободительная операция . doi : 10.1109/IEESTD.2017.7920364. ISBN 978-1-5044-3911-4.
  2. ^ ab «Появился новый тип Wi-Fi, предназначенный для подключения вашего умного дома». theverge.com. 04.01.2016 . Проверено 4 января 2015 г.
  3. ^ Wi-Fi Alliance представляет Wi-Fi HaLow с низким энергопотреблением и дальним радиусом действия; Wi-Fi.org; 4 января 2016 г.
  4. ^ Малое энергопотребление и большой радиус действия Wi-Fi® для Интернета вещей; Wi-Fi.org; 21 мая 2020 г.
  5. ^ ab «Wi-Fi Advanced 802.11ah». Qualcomm.com. Архивировано из оригинала 24 сентября 2014 г. Проверено 25 июня 2014 г.
  6. ^ «Какие технологии Wi-Fi HaLow имеют наибольший потенциал для разрушения» . Ньюраком . 30 августа 2022 г. Проверено 1 марта 2023 г.
  7. ^ Тэмми Паркер (2 сентября 2013 г.). «Wi-Fi готовится к работе на частоте 900 МГц с 802.11ah». FierceWirelessTech.com . Проверено 25 июня 2014 г.
  8. ^ abc Sun, Choi & Choi 2013.
  9. ^ Ауст, Прасад и Нимегирс 2012.
  10. ^ Сан, Чой и Чой 2013, с. 94, 5.2 Энергосбережение.
  11. ^ Хоров и др. 2014, 4.3.2. Окно ограниченного доступа.
  12. ^ ZhouWang & ZhengLei 2013, 4. Доступ к каналу.
  13. ^ Хоров и др. 2014, 4.3.1. Виртуальное определение несущей.
  14. ^ Флорес, Адриана Б.; Герра, Райан Э.; Найтли, Эдвард В.; Экклезин, Питер; Панди, Сантош (октябрь 2013 г.). «IEEE 802.11af: стандарт совместного использования белого спектра телевидения» (PDF) . ИИЭЭ . Проверено 29 декабря 2013 г.
  15. ^ «Официальные сроки проекта рабочей группы IEEE 802.11» . 26 января 2017 года . Проверено 12 февраля 2017 г.
  16. ^ «Wi-Fi СЕРТИФИЦИРОВАН: сети Wi-Fi с большей дальностью действия, более высокой пропускной способностью и мультимедийным уровнем» (PDF) . Wi-Fi Альянс . Сентябрь 2009 года.
  17. ^ аб Банерджи, Сурансу; Чоудхури, Рахул Сингха. «О IEEE 802.11: технология беспроводной локальной сети». arXiv : 1307.2661 .
  18. ^ «Полное семейство стандартов беспроводной локальной сети: 802.11 a, b, g, j, n» (PDF) .
  19. ^ Физический уровень стандарта связи IEEE 802.11p WAVE: характеристики и проблемы (PDF) . Всемирный конгресс по инженерным и компьютерным наукам. 2014.
  20. ^ Стандарт IEEE для информационных технологий - Телекоммуникации и обмен информацией между системами - Локальные и городские сети - Особые требования, Часть Ii: Спецификации управления доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физического уровня (PHY). (без даты). doi:10.1109/ieeestd.2003.94282
  21. ^ ab «Анализ пропускной способности Wi-Fi для 802.11ac и 802.11n: теория и практика» (PDF) .
  22. ^ Беланджер, Фил; Биба, Кен (31 мая 2007 г.). «802.11n обеспечивает лучший радиус действия». Планета Wi-Fi . Архивировано из оригинала 24 ноября 2008 г.
  23. ^ «IEEE 802.11ac: что это значит для тестирования?» (PDF) . ЛайтПойнт . Октябрь 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 августа 2014 г.
  24. ^ «Стандарт IEEE для информационных технологий» . Стандарт IEEE 802.11aj-2018 . Апрель 2018 г. doi : 10.1109/IEESTD.2018.8345727.
  25. ^ «802.11ad — WLAN на частоте 60 ГГц: введение в технологию» (PDF) . Роде и Шварц ГмбХ. 21 ноября 2013. с. 14.
  26. ^ «Обсуждение Connect802 - 802.11ac» . www.connect802.com .
  27. ^ «Понимание физического уровня IEEE 802.11ad и проблем измерения» (PDF) .
  28. ^ "Пресс-релиз 802.11aj" .
  29. ^ «Обзор китайской многогигабитной беспроводной локальной сети миллиметрового диапазона» . Транзакции IEICE по коммуникациям . Е101.Б (2): 262–276. 2018. doi : 10.1587/transcom.2017ISI0004 .
  30. ^ «IEEE 802.11ay: первый настоящий стандарт широкополосного беспроводного доступа (BWA) через mmWave - Блог о технологиях» . techblog.comsoc.org .
  31. ^ «Беспроводные локальные сети P802.11» . IEEE. стр. 2, 3. Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. Проверено 6 декабря 2017 г.
  32. ^ ab «Альтернативные PHY 802.11. Технический документ Аймана Мукаддама» (PDF) .
  33. ^ "Предложение TGaf PHY" . IEEE P802.11. 10 июля 2012 г. Проверено 29 декабря 2013 г.
  34. ^ «IEEE 802.11ah: WLAN 802.11 большого радиуса действия на частоте ниже 1 ГГц» (PDF) . Журнал стандартизации ИКТ . 1 (1): 83–108. Июль 2013 г. doi : 10.13052/jicts2245-800X.115.

Библиография