用于IOT的WLAN技术标准分析与实现

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下一步工作
• 一：在matlab上仿真基于OFDM的信号波形；
• 二：仿真802.11ah中OFDM调制信号的功率控制；
• 三：在FPGA上实现OFDM调制信号。
谢谢倾听! 请诸位老师指教
• IEEE802.11ah定义了三种不同类型的站[各具有不同的程序和时间段来访问公共信 道。分别为TIM站，非TIM站，和不定期站。（TIM：流量指示图） • 新设计的AID（关联标识符，13bits）把站点分成：classifies stations into pages,blocks (hereafter called TIM groups), sub-blocks and stations’ indexes in sub-blocks
用于IOT的WLAN技术标准分 析与实现
LOREM IPSUM DOLOR
内容概要
课题概述
— 物联网WLAN — 802.11ah协议 — OFDM — 功率控制
任务分解
— 分析协议标准 — 基于OFDM的 信 号波形仿真 — 仿真中信号的 功率控制 — 基于FPGA实现 OFDM信号
研究背景
• 物联网应用的三种场景：1.传感器和智能仪表； 2.传感器和智能仪表回传链路； 3.Wi-Fi热点覆盖扩展及蜂窝网分流。
• 1MHz和2MHz是最为常用的信道带宽
802.11ah特点
二：2MHz信道：采用64FFT产生OFDM符号；（64路子载波，子载波 间隔31.25KHZ ，其中52路用于数据传输）；
802.11ah特点
仿真特性
802.11ah功率管理机制
• 原理：802.11定义了两种功率状态：苏醒和休眠。 处于苏醒状态的站点正常工作，可以收发数据； 处于休眠状态的站点关闭无线模块，不能收发数据。站点可以 工作在两种模式下：活跃模式和省电模式。在活跃模式下站点 一直处于苏醒状态，而省电模式下站点在醒和休眠两种状态之 间交替变化。 802.11通过对站点的功率状态进行控制来达到 功率管理的目的
802.11ah功率管理机制
当站点处于省电模式时，AP将缓存去往该站点的帧(不包括一些管理帧)，同时，AP 广播的信标帧携带有TIM(Traffic Indication Map,流量指示图)信息元素，通知站 点是 否有缓存数据。站点每隔一个侦听间隔从休眠状态 中醒来以接收信标帧，并检查其TIM元 素，侦听间隔为信标间隔的整数倍。若TIM表明没有去往站点的缓存数据， 则站点可以立 刻回到休眠状态；若TIM表明有去往站点的 缓存数据，则站点要向AP发送PS-Poll帧，AP 收到PS-Poll 帧后向该站点发送缓存的数据分组。 TWT(Target Wake Time，目标唤醒时间)机制允许AP为站点安排唤醒时间，使不同站点可 以在不同时间段醒来，从而降低竞争冲突，提高系统的使用效率，同时也大大降低了站点 的功耗。
—802.11ah任务组应运而生,主要任务是推出新的协议标 准以协调传统的移动网络和日益增长的无线传感网络。
—802.11ah协议标准的提出
802.11ah特点
1GHz以下的免许可频段的 使用，使得传输距离增加。
81ah特点
• MAC层设计目的：在最低能耗的情况下，使网络能支撑最大数量的站点。
相应的网络特性要求:1.覆盖范围更广，传输距离更长； 2.功耗低； 3.可容纳节点数量更大；
研究背景
• 问题：现有的WIFI网络无法支撑传感器网络！！！
• 原因：1.没有节能机制； 2.没有使用合适的频段（WIFI技术2.4GHz~5GHz)； 3.大量其他替代技术的存在(Zigbee,蓝牙)
研究背景
理论可支持最大站点数为 8191 (= 213 − 1)
802.11ah特点
• PHY层：OFDM实现
两类信道：1MHz信道和大于等于 2MHz信道
一：1MHz信道：采用32FFT产生OFDM符号（32 路子载波），子载波间隔31.25KHZ ； 其中24路用于数据传输； 1MHz信道的目的是扩展传输距离；