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     IEEE 802.11工作組正在定義稱為802.11ah的新標準。該標準工作在不到1GHz的免許可
頻段,可提供長得多的傳輸距離,也可以用于大規模傳感器網絡,具有適合數百萬物聯網(IoT) 或機器到機器(M2M)設備連接的低功耗特性。802.11ah以降低了時鐘速率的802.11ac標準為 基礎,在PHY和MAC層中增加了一些增強功能,比如節能、大數量站點支持、更好的覆蓋和 移動接收等。這個標準目前還處于草案階段,最終版本有望在2016年發布。WiFi聯盟也已經 開始定義基于802.11ah的認證程序。      IEEE 802.11無線局域網(WLAN)主要工作在2.4GHz和5GHz頻段。然而,這些高頻頻段限
制了802.11n和802.11ac的傳輸范圍,使得它們不適合室外環境使用。本文介紹了802.11ah的 基本原理以及一些測試挑戰。 用例       一般來說,802.11ah有三種用例種類:傳感器網絡,用于傳感器和計量數
據的回傳網絡,
Wi-F擴展范圍網絡。大覆蓋范圍、低功耗、原生IP支持以及大數量設備支持是802.11ah的主要優
點。它的特性包括:   1.802.11ah可以通過1MHz和2MHz強制模式擴展覆蓋范圍;   2.802.11ah PHY和MAC層實現了一些性能增強,可以使大規模傳感器網絡實現超低功耗和很 多年的電池壽命,并針對短的數據包長度和長睡眠時間做了優化;   3.802.11ah傳感器原生支持IP;   4.通過層次化標識結構,一個接入點(AP)可以關聯的設備數量多達8191個。
圖1顯示了未來智慧家庭中的一個傳感器網絡例子。在這個應用中,采用802.11ah技術的接入
點(AP)放在室內。諸如溫度傳感器、光線傳感器和智能電表等大量設備遍布在整個房屋內,使 得家用設備和電器變得“智能化”














                                  圖1:在智能家庭環境中,802.11ah的覆蓋范圍要超過802.11ac。

   第二個用例是用于傳感器和計量數據的回傳網絡?;卮縑峁┝舜釁骱褪菔占璞?/span>
的連接。IEEE 802.15.4g為較低速傳感器提供鏈路,802.11ah則提供無線回傳鏈路,將傳感
器產生的匯聚數據轉發至數據中心。圖2描述了一種無線回傳網絡,其中802.11ah AP和網關 收集來自傳感器設備的數據然后轉發給數據中心。
 











                                                 圖2:802.11ah可以提供對回傳網絡的訪問

     作為一種擴展覆蓋范圍的WiFi,802.11ah可以用在家庭、校園、體育館、大型商場和其
它地方。與工作在2.4GHz和5GHz的傳統WLAN技術相比,802.11ah可以提供更大的覆蓋范圍,
可到達車庫、后花園和地下室。舉例來說,校園WLAN解決方案使用三波段的接入點(2.4GH z/5GHz/900MHz),因此可以在校園任何地方提供無線接入。辦公室和教室用802.11ac覆 蓋,室外區域用802.11ah AP,為大樓、停車場和體育場之間的空曠場地提供擴展覆蓋范圍。 借助802.11ah擴展覆蓋范圍性能還有助于蜂窩業務的卸載。802.11ah接入點支持更寬的覆蓋 區域和更多數量的學生。
信道分配    圖3顯示了802.11ah的全球信道分配情況。從圖中可以看到,許多國家為802.11ah指定了頻譜,還規定了 支持802.11ah所需的最大帶寬。通過信道綁定獲得的最大信道帶寬根據具體的國家法規而有所不同。











                                       圖3:IEEE 802.11ah全球信道分配情況

美國分配的是902MHZ至928MHZ頻段,最大寬度是16MHZ;中國分配了從755MHZ至787MHZ總共
32MHz的帶寬,最大帶寬是8MHz;韓國分配的是917.5MHz至923.5MHz頻段,最大帶寬是4MHz;日
本分配的頻段是從916.5MHz至927.5MHz總共11個1MHz信道;新加坡有兩個頻段,分別是866MHz至869 MHz和920MHz至925MHz,總共8MHz,最大帶寬是4MHz。

物理層 IEEE 802.11ah主要是在IEEE 802.11ac物理層時鐘降頻10倍的基礎上工作。802.11ah將帶寬定義為2MH z、4MHz、8MHz和16MHz。同時出于進一步擴展覆蓋范圍的目的額外定義了一個1MHz信道。1MHz和2M Hz的支持是強制性的。物理層可以被分成兩大類,一類是超過或等于2MHz帶寬的傳輸模式,另一類是1M Hz傳輸模式。對第一類而言,可以被認為是802.11ac時鐘降頻10倍。因為FFT大小也與802.11ac相同,因 此子載波間隔是31.25kHz,只有802.11ac子載波間隔312.25kHz的十分之一。802.11ah正交頻分復用(OF DM)符號周期是802.11ac的10倍,?;ぜ涓粢彩?02.11ac的10倍,可以是4s、8s或16s,因此802.11ah可 以滿足長達1km的覆蓋范圍目標。對于1MHz傳輸模式來說,它同樣使用31.25kHz的子載波間隔,因此FFT 大小是32。 1MHz信道的目標是進一步擴展傳輸距離。802.11ah針對長距離傳輸增加了新的調制編碼機制(MCS10)。 這種MCS10與MCS0一樣使用一半的編碼速率,但重復兩次,因此擴大了傳輸距離。在802.11ac中定義了 固定的導頻圖案,但802.11ah增加了新的導頻圖案,稱之為旅行導頻。旅行導頻可以更好地減輕多普勒效 應,從而為移動接收提供更好的支持。 在傳輸模式方面,802.11ah支持正常S1G的短幀或長幀模式以及S1G_DUP_1MHz和S1G_DUP_2MHz重 復模式。在S1G_DUP_1MHz模式下,802.11ah將在所有占用帶寬中重復S1G 1MHz,因此對4MHz帶寬來
說,它將在所有4個1MHz信道中重復S1G 1MHz信號。802.11ah還支持多用戶MIMO,但MIMO流最多只 能有4個。它還可選支持802.11ac的波束成型。 表1顯示了802.11ac和802.11ah之間的詳細比較。

                                       表1:802.11ah和802.11ac物理層比較。
測量挑戰 如表1所示,802.11ah標準覆蓋了種類廣泛的數據速率、調制復雜性和多流配置,雖然最常用的是單信道和 低數據速率情況。因此對802.11ah來說也存在著針對更高調制方案、更高MIMO級別(最高為4×4)、波束成 形和多用戶MIMO的測試挑戰。對那些想要充分利用更復雜調制方案的這些應用來說,就要求使用具有必要 性能的測試設備。舉例來說,考慮到調制精度,為了測量256QAM調制方案,要求具有足夠低誤差矢量幅 度(EVM)水平的發射機測試。因此了解測試設備性能的局限性,包括相位噪聲等參數,是很有必要的。另 外,針對802.11ah射頻測試,測試儀器需要支持產生和分析帶寬窄得多的信號,并要滿足窄帶寬使用時的 標準要求。 802.11ah標準草案中定義了發射機和接收機的測試項目(表2)。這些項目與其它WLAN標準類似,除了根據 帶寬和數據包時序按比例縮小外。舉例來說,接收機最小輸入電平靈敏度測試需要低10dB,因為與802.11 ac標準相比要求的帶寬只有十分之一。


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