低频段低功耗无线局域网技术
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
————
802.11协议簇是国际电工电子工程学会（IEEE）为无 线局域网络（WLAN）制定的标准。802.11ah是IEEE针对物
联网需求定制的一种低频段低功耗的无线局域网技术。 2010年启动定制，于2016年完成。
目 录
CONTENT
01 | 需求来源 02 | 关键技术 03 | 应用场合 04 | 特点与优势 05 | 发展前景
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
为了能支持大用户，使节点能够尽可能的省电，同时使系统工
作的更有效率，802.11ah引入限制窗口RAW技术。RAW的基本思想
是将节点分成不同的组，让其在给定的时间段进行传输，这一方
面使各个节点都能获得数据传输的机会，另外一方面也降低了接 入冲突，提高了系统工作效率。在上行信道接入过程中，节点STA 在预先设定的时间醒来，并开始监听Beacon帧，Beacon帧中会携 带RAW的相关信息，如RAW的开始时间、RAW的时长、RAW中Slot 的数量及节点将被分配到哪个RAW中传输等；
在一些应用场景中，节点通过电池供电，为了节省电源，节点
会在不进行收发操作时进入到节能模式。对于处于这种模式下的 节点，AP（无线访问接入点）通过在Beacon（信标帧）中发送业 务指示图（TrafficIndicationMap，简称TIM）信息元素通知其是否 有缓冲数据待发。传统WLAN的TIM只支持2007个节点，但在物联 网应用场景中，需要支持大用户数（如智能抄表），要求一个BSS （基站子系统）最多支持6000个节点，因此802.11ah引入了分层 TIM。分层TIM是将TIM分成多Page，每页再分成多Block，每块再 分成多个Subblock。通过在多个Beacon间隔分别发送这些页从而达 到支持大用户数的目的。
（3）目标唤醒时间TWT
为了使终端节点能够最大限度地节省功耗，就需要使其尽可能关闭发
送接收模块进入到休眠状态，只在有数据发送或接收时醒来；802.11ah使 用了目标唤醒时间TWT机制，这个机制允许AP管理BSS下面节点的唤醒时
间，使不同的终端能够在不同的时间段醒来，从而降低竞争冲突，提高系 统的使用效率，同时也大大降低了终端节点的功耗。TWT主要有两种操作 模式：隐性TWT操作和显性TWT操作模式。在显性TWT操作模式下，AP会 通过与终端节点间的帧交换将下一次TWT唤醒时间发送给终端节点；而在 隐性TWT操作模式下，终端节点可以通过前面获得的TWT信息计算出下次 的唤醒时间。TWT可以是周期性的，也可以是非周期性的。周期性TWT能 够避免STA在每次苏醒时都发送一次TWT值，这样进一步降低了终端唤醒 时间，从而达到了降低终端功耗的目的。
梳理，按并购活动的集中度，将物联网并购分散在四个细分行业里：监控、 半导体、信息技术和平台。2016年，全球物联网的并购活动基本上会延续 2015年的趋势。其中大量的工业、民用领域的战略投资者涌入物联网市场， 势必把并购的数量和金额推至新高。
物联网从网络架构上来说主要分为3层：感知层、网络层和应用层。感知 层主要实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过
断推进，物联网已在电网、医疗、物流、交通等领域获得广泛的应用，大大 提升了其信息化水平，同时为人们的生产生活带来了极大的便利。2008-2012 年间，物联网并购交易不温不火，但13年起，交易数开始井喷。Hampleton的 一份物联网并购报告，对着13-15这三年间爆发的154笔物联网并购交易进行
0
3 应用场合
PART THREE
（1）传感器和智能抄表
0
2 关键技术
Fra Baidu bibliotek
PART TWO
802.11ah的技术优化主要体现在使其能实现功耗降低、覆盖范围扩大、 容纳节点数增多等；有些技术优化同时考虑其中多个特性，比如TIM，其在降 低终端的功率的同时还要支持6000以上用户。下面对802.11ah使用的关键技 术进行介绍：
（ 1 ） 业务指示图 TIM
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
节点STA收到此信息后，将知道AP（无线访问接入点）分配给它的接入 时间，在接入时间到来之前，STA进行休眠，这样可以最大限度地节省功 率；在接入时间到来时，节点STA醒来，在基于EDCA（ EDCA中虚拟碰撞 问题的一种解决策略, IEEE 802.11MAC信道接入方式,并支持优先级QoS和 参数化QoS。 ）的基础上进行信道接入。如图5所示，假如STA被分配在 RAW的第四个Slot进行数据传输，其在前三个Slot可以进入到休眠状态，在 第四个Slot到来时醒来，并抢占信道进行数据传输。
需求来源
PART ONE
0
1
从2005年国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：“物联网”》正 式提出物联网概念，到美国总统奥巴马提出“物联网”经济振兴计划，启动110 亿美元智能电网的研究和建设，再到09年温家宝总理提出“感知中国”，物联
网已成为继移动互联网之后又一轮的产业革命。随着各国对物联网应用的不
通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。在感知层面有多种无线技术并 存（如蓝牙、Zigbee、RFID、二维码等），每种技术都有各自的优势，拥有各 自的应用领域，并没有一种技术能处于绝对的主导地位。物联网拥有广大的
应用市场，同时在技术层面也呈现百花齐放的局面，这就给新技术以进入的 机会。802.11ah正是在这种大背景下出现的无线局域网技术，它具有覆盖范 围广、容纳节点数多、更低功率、针对中低速进行优化增强等特点，能够满 足物联网应用的需要。
（4）中继Relay
在物联网的某些应用场景，要求
能够实现大范围的覆盖，为了满足这 一需求，802.11ah采用了中继Relay技 术。802.11ah中的Relay是一个功能实 体，逻辑上包含RelayAP和RelaySTA两 种功能。节点Relay下面同终端节点连 接，主要扮演AP的角色；Relay节点 上面同AP相连，扮演终端节点的角色， 具体如图6所示。Relay通过中转数据 包的方式实现了网络更大范围的覆盖。
802.11协议簇是国际电工电子工程学会（IEEE）为无 线局域网络（WLAN）制定的标准。802.11ah是IEEE针对物
联网需求定制的一种低频段低功耗的无线局域网技术。 2010年启动定制，于2016年完成。
目 录
CONTENT
01 | 需求来源 02 | 关键技术 03 | 应用场合 04 | 特点与优势 05 | 发展前景
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
为了能支持大用户，使节点能够尽可能的省电，同时使系统工
作的更有效率，802.11ah引入限制窗口RAW技术。RAW的基本思想
是将节点分成不同的组，让其在给定的时间段进行传输，这一方
面使各个节点都能获得数据传输的机会，另外一方面也降低了接 入冲突，提高了系统工作效率。在上行信道接入过程中，节点STA 在预先设定的时间醒来，并开始监听Beacon帧，Beacon帧中会携 带RAW的相关信息，如RAW的开始时间、RAW的时长、RAW中Slot 的数量及节点将被分配到哪个RAW中传输等；
在一些应用场景中，节点通过电池供电，为了节省电源，节点
会在不进行收发操作时进入到节能模式。对于处于这种模式下的 节点，AP（无线访问接入点）通过在Beacon（信标帧）中发送业 务指示图（TrafficIndicationMap，简称TIM）信息元素通知其是否 有缓冲数据待发。传统WLAN的TIM只支持2007个节点，但在物联 网应用场景中，需要支持大用户数（如智能抄表），要求一个BSS （基站子系统）最多支持6000个节点，因此802.11ah引入了分层 TIM。分层TIM是将TIM分成多Page，每页再分成多Block，每块再 分成多个Subblock。通过在多个Beacon间隔分别发送这些页从而达 到支持大用户数的目的。
（3）目标唤醒时间TWT
为了使终端节点能够最大限度地节省功耗，就需要使其尽可能关闭发
送接收模块进入到休眠状态，只在有数据发送或接收时醒来；802.11ah使 用了目标唤醒时间TWT机制，这个机制允许AP管理BSS下面节点的唤醒时
间，使不同的终端能够在不同的时间段醒来，从而降低竞争冲突，提高系 统的使用效率，同时也大大降低了终端节点的功耗。TWT主要有两种操作 模式：隐性TWT操作和显性TWT操作模式。在显性TWT操作模式下，AP会 通过与终端节点间的帧交换将下一次TWT唤醒时间发送给终端节点；而在 隐性TWT操作模式下，终端节点可以通过前面获得的TWT信息计算出下次 的唤醒时间。TWT可以是周期性的，也可以是非周期性的。周期性TWT能 够避免STA在每次苏醒时都发送一次TWT值，这样进一步降低了终端唤醒 时间，从而达到了降低终端功耗的目的。
梳理，按并购活动的集中度，将物联网并购分散在四个细分行业里：监控、 半导体、信息技术和平台。2016年，全球物联网的并购活动基本上会延续 2015年的趋势。其中大量的工业、民用领域的战略投资者涌入物联网市场， 势必把并购的数量和金额推至新高。
物联网从网络架构上来说主要分为3层：感知层、网络层和应用层。感知 层主要实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过
断推进，物联网已在电网、医疗、物流、交通等领域获得广泛的应用，大大 提升了其信息化水平，同时为人们的生产生活带来了极大的便利。2008-2012 年间，物联网并购交易不温不火，但13年起，交易数开始井喷。Hampleton的 一份物联网并购报告，对着13-15这三年间爆发的154笔物联网并购交易进行
0
3 应用场合
PART THREE
（1）传感器和智能抄表
0
2 关键技术
Fra Baidu bibliotek
PART TWO
802.11ah的技术优化主要体现在使其能实现功耗降低、覆盖范围扩大、 容纳节点数增多等；有些技术优化同时考虑其中多个特性，比如TIM，其在降 低终端的功率的同时还要支持6000以上用户。下面对802.11ah使用的关键技 术进行介绍：
（ 1 ） 业务指示图 TIM
（ 2 ） 限制接入窗口 RAW
节点STA收到此信息后，将知道AP（无线访问接入点）分配给它的接入 时间，在接入时间到来之前，STA进行休眠，这样可以最大限度地节省功 率；在接入时间到来时，节点STA醒来，在基于EDCA（ EDCA中虚拟碰撞 问题的一种解决策略, IEEE 802.11MAC信道接入方式,并支持优先级QoS和 参数化QoS。 ）的基础上进行信道接入。如图5所示，假如STA被分配在 RAW的第四个Slot进行数据传输，其在前三个Slot可以进入到休眠状态，在 第四个Slot到来时醒来，并抢占信道进行数据传输。
需求来源
PART ONE
0
1
从2005年国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：“物联网”》正 式提出物联网概念，到美国总统奥巴马提出“物联网”经济振兴计划，启动110 亿美元智能电网的研究和建设，再到09年温家宝总理提出“感知中国”，物联
网已成为继移动互联网之后又一轮的产业革命。随着各国对物联网应用的不
通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。在感知层面有多种无线技术并 存（如蓝牙、Zigbee、RFID、二维码等），每种技术都有各自的优势，拥有各 自的应用领域，并没有一种技术能处于绝对的主导地位。物联网拥有广大的
应用市场，同时在技术层面也呈现百花齐放的局面，这就给新技术以进入的 机会。802.11ah正是在这种大背景下出现的无线局域网技术，它具有覆盖范 围广、容纳节点数多、更低功率、针对中低速进行优化增强等特点，能够满 足物联网应用的需要。
（4）中继Relay
在物联网的某些应用场景，要求
能够实现大范围的覆盖，为了满足这 一需求，802.11ah采用了中继Relay技 术。802.11ah中的Relay是一个功能实 体，逻辑上包含RelayAP和RelaySTA两 种功能。节点Relay下面同终端节点连 接，主要扮演AP的角色；Relay节点 上面同AP相连，扮演终端节点的角色， 具体如图6所示。Relay通过中转数据 包的方式实现了网络更大范围的覆盖。