640IEEE 802.11工作组正在定义一个名为802.11ah新的标准。它工作在sub-1 GHz的免许可频段,能提供更好的性能如大大增加的传输距离,并使用于大范围的低功耗传感器网络领域,这正是瞄准了为数十亿IoT或M2M(机器到机器)等设备提供连接。 802.11ah是基于降低时钟频率的802.11ac标准,并在PHY和MAC层添加了一些增强功能,如耗能节省,超多点连接的支持,更好的覆盖和移动接收性能。该标准还处于草案状态,预计在2016发布最终版本。Wi-Fi联盟也已开始定义基于802.11ah的认证计划。

IEEE 802.11无线局域网(WLAN)主要运行在2.4GHz和5GHz频带。然而,这些高频带宽限制了802.11n和的802.11ac,使它们在室外环境的传输范围有限。现在让我们来了解802.11ah的基础和一些测试挑战。

使用例子:

一般情况下,802.11ah适用于以下三个使用类别:传感器网络,传感器和测量数据的回程网络,以及Wi-Fi扩展范围的网络。覆盖面大,功耗低,本地IP支持和支持连接超多数量的设备支持是802.11ah的主要优势。它的特性包括:

•802.11ah可以在以1 MHz和2 MHz的强制模式下扩大传输范围。

•802.11ah 在PHY和MAC层有增强改进,使用于大规模传感器网络,能实现超低功耗和提升电池寿命到数年使用时间。并针对器件小数据包传输和长时间休眠有优化。

•802.11ah能为传感器提供本地IP支持。

•通过分层标识符结构为单个AP(接入点)提供多至8,191个与设备的连接。

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802.11ah在智能家庭环境应用里相比较801.11ac将覆盖更大的距离。

 第二种应用是在回程网络里的传感器和仪表数据。回程网络提供传感器和数据收集器之间的连接。 IEEE802.15.4g为lower sensor提供链接而802.11ah提供无线回程链路来转发由传感器到数据中心所生成的聚集数据。图2展示了无线回程网络中,802.11ah AP和网关收集并从传感器设备向数据中心转发数据。

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图2

802.11ah可以为回程网络提供接入。

作为一个扩展了传输范围的Wi-Fi协议,802.11ah可以在家庭,校园,体育场馆,商场,和其他地方使用。和在2.4 GHz和5 GHz的频率运行的传统的WLAN技术相比,801.11ah提供了一个更广阔的传输范围以覆盖到车库,后院,地下室等。例如,一个校园WLAN解决方案利用三频带的AP(2.4Ghz/5GHz/900Mhz),提供无处不至的无线接入。办公室和教室用802.11ac覆盖,室外区域则使用802.11ah接入,以覆盖建筑物,停车场和运动场之间的空间。这样802.11ah以其更广的覆盖范围帮助蜂窝卸载。而且 802.11ah接入点支持更广泛的覆盖范围和更多数量学生的接入。

信道

图3展现了用于802.11ah全局信道。你可以看到,许多国家已经为802.11ah确定了频谱并且还指定了最大带宽。由于各国的规定不同,那么由信道绑定中得到的最大的信道带宽也自然不同。

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图3

IEEE802.11ah全球信道。

美国为802.11ah分配了902Mhz至928Mhz的信道,最大带宽为16MHz;中国则分配了从755 MHz至787 MHz的信道,最大带宽为8MHz;韩国为917.5 MHz至923.5Mhz,最大带宽为4MHz;日本是从916.5 MHz至927.5 MHz;新加坡有两个信道段 – 866MHz至869MHz和920MHz至925MHz-总共8Mhz,最大带宽为4兆赫。

物理层

IEEE 802.11ah主要是基于10倍降低时钟频率于 IEEE 802.11ac标准物理层下操作。 802.11ah带宽定义为2MHz,4MHz,8 MHz和16 MHz的。另外一个 1 MHz信道被明确指定为用于进一步扩大覆盖范围的目的。 1 MHz和2 MHz的支持是强制性的。物理层可分为两大类,一类是大于或等于2MHz带宽的传输模式。另一类是在1 MHz的传输模式。对于第一类,它可被认为是10倍降低时钟频率的 802.11ac。因为FFT大小与802.11ac也是相同的.802.11ah的副载波间隔是31.25KHz,这只是802.11ac副载波间隔312.25KHz的十分之一。 802.11ah正交频分复用(OFDM)信号持续时间是802.11ac 的10倍,其保护间隔也是802.11ac的10倍,它可以是4μs,8μs或16μs以便802.11ah能满足覆盖范围远达1公里的目标。而1 MHz的传输模式,它使用相同31.25KHz的副载波间隔,所以FFT大小将是32。

1 MHz的信道的目的是进一步扩大传输范围。它添加了一个新的MCS10(调制编码方案)来为远距离传输服务。此MCS10使用MCS0编码方案一半的编码率,但它会重复两次以扩大传输范围。802.11ac定义使用固定引导模式,但802.11ah添加了名为移动引导的新引导模式。移动引导能够更好地减轻多普勒效应,为移动接收提供更好的支持。

802.11ah支持正常短或长帧模式的S1G传输模式,同时支持S1G_DUP_1MHz的重复模式和S1G_DUP_2MHz模式。在S1G_DUP_1MHz模式下,它会在所有被占用的带宽下重复S1G 1MHz,因此针对4 MHz带宽,它会在所有四个1 MHz信道重复S1G 1 MHz信号。 802.11ah还支持多用户MIMO但所述MIMO流数限制为4。作为一个选项,802.11ah也支持的802.11ac的波束成形。

表一展示了802.11ac和802.11ah之间的详细对比。

表1.802.11ah和802.11ac的物理层比较:

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表1

测量挑战

如表1所示,802.11ah标准包括大范围的数据传输速率,调制的复杂性,和多流配置,虽然最常见的用途是用于单信道和低数据传输率。802.11ah对于更高的调制方案,更高的MIMO顺序(高达4×4),波束成形和多用户MIMO也提供可选的测试的挑战。测试设备必须提供必要的性能来针对这些应用,来应对更为复杂的调制方案。举例来说,考虑调制精度,使用足够低EVM floor的传输器测试将被用于测量256QAM调制。了解了测试设备的性能的限制,包括例如相位噪声等因素,是非常必要和重要的。此外,测试仪器需支持产生和分析用于802.11ah RF测试的超窄带宽信号,和正常的窄带宽用途信号。

发射机和接收机测试的项目已在标准802.11ah草案(表2)中所定义。这些项目类似于其它WLAN标准,除了根据每个分组的带宽和时钟的缩小。例如,接收器的最小输入电平灵敏度测试和802.11ac相比需要低10dB,因为802.11ah只要求使用十分之一的带宽。

表2:IEEE802.11ah发射机和接收机测试项目:

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表2

这篇802.11ac就介绍到这里了,其实一言概之就是802.11n的升级版,但是网速更快更先进,大家期待吧!

 

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