802.11ba (WUR) أو كيفية عبور الثعبان باستخدام القنفذ

منذ وقت ليس ببعيد ، على جميع أنواع الموارد الأخرى وعلى مدونتي ، تحدثت عن حقيقة أن ZigBee ميت وحان الوقت لدفن مضيفة. من أجل جعل وجه جيد في لعبة سيئة يعمل مؤشر الترابط على رأس IPv6 و 6LowPan ، وهو أكثر ملاءمة لـ Bluetooth (LE). لكن سأتحدث عن هذا في وقت آخر. سنتحدث اليوم عن كيفية عمل اللجنةلقد فكروا جيدًا للمرة الثانية بعد 802.11ah وقرروا أن الوقت قد حان لإضافة نسخة كاملة من شيء ما مثل LRLP (طويل المدى منخفض الطاقة) إلى مجموعة معايير 802.11 المشابهة لـ LoRA. لكن هذا لم يكن ممكناً بدون قتل بقرة التوافق العكسي المقدسة. ونتيجة لذلك ، تم التخلي عن Long-Range ولم يبق سوى Low-Power ، وهو أيضًا جيد جدًا. وكانت النتيجة مزيجًا من 802.11 + 802.15.4 أو ببساطة Wi-Fi + ZigBee. أي أنه يمكننا القول أن التكنولوجيا الجديدة ليست منافسًا لحلول LoraWAN ، بل تم إنشاؤها من أجل استكمالها.

لذا ، دعنا نبدأ بأهم شيء - الآن في الأجهزة التي تدعم 802.11ba يجب أن يكون هناك وحدتان لاسلكيتان. على ما يبدو ، بالنظر إلى 802.11ah / ax باستخدام تقنية Wake Time (TWT) الخاصة بهم ، قرر المهندسون أن هذا ليس كافيًا وأن استهلاك الطاقة يجب أن ينخفض ​​بشكل كبير. لماذا ينص المعيار على الفصل إلى نوعين مختلفين من الراديو - راديو الاتصال الأساسي (PCR) وراديو الإيقاظ (WUR). إذا كان كل شيء واضحًا مع الأول ، فهذا هو الراديو الرئيسي ، فهو ينقل البيانات ويستقبلها ، ولكن في الثانية لا يكون الأمر كذلك. في الواقع ، WUR هي في الغالب جهاز استماع (RX) ، وبحسب التصميم ، يجب أن تستهلك القليل من الطاقة للتشغيل. وتتمثل مهمتها الرئيسية في استقبال إشارة الصحوة من AP وتشغيل PCR. بمعنى آخر،هذه الطريقة تقلل بشكل كبير من وقت البدء البارد وتسمح لك بإيقاظ الجهاز في وقت معين بأقصى قدر من الدقة. هذا مفيد جدًا عندما يكون لديك ، على سبيل المثال ، عشرة أجهزة ، ولكن مائة وعشرة وتحتاج إلى تبادل البيانات مع كل منها في فترة قصيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يتحرك منطق تكرار وتواتر الصحوة إلى جانب AP. إذا ، على سبيل المثال ، يتم تطبيق منهجية PUSH في LoRAWAN عندما يستيقظ المشغلون أنفسهم ويبثون شيئًا وينامون بقية الوقت ، في هذه الحالة ، على العكس من ذلك ، يقرر AP متى وأي جهاز يجب أن يستيقظ ، والمشغلات نفسها ... ليس دائمًا ينامون.منطق تكرار وتواتر الاستيقاظ على جانب AP. إذا ، على سبيل المثال ، يتم تطبيق منهجية PUSH في LoRAWAN عندما يستيقظ المشغلون أنفسهم ويبثون شيئًا وينامون بقية الوقت ، في هذه الحالة ، على العكس من ذلك ، يقرر AP متى وأي جهاز يجب أن يستيقظ ، والمشغلات نفسها ... ليس دائمًا ينامون.منطق تواتر وتواتر الاستيقاظ ينتقل إلى جانب AP. إذا ، على سبيل المثال ، يتم تطبيق منهجية PUSH في LoRAWAN عندما يستيقظ المشغلون أنفسهم ويبثون شيئًا وينامون بقية الوقت ، في هذه الحالة ، على العكس من ذلك ، يقرر AP متى وأي جهاز يجب أن يستيقظ ، والمشغلات نفسها ... ليس دائمًا ينامون.

الآن دعنا ننتقل إلى صيغ الإطار وضمان التوافق. إذا تم إنشاء 802.11ah كأول محاولة للنطاقات 868/915 ميجاهرتز أو ببساطة SUB-1GHz ، فإن 802.11ba مخصص بالفعل للنطاقين 2.4 جيجاهرتز و 5 جيجاهرتز. في المعايير "الجديدة" السابقة ، تم تحقيق التوافق من خلال ديباجة كانت مفهومة للأجهزة القديمة. أي أن الحساب كان دائمًا هو أن الأجهزة القديمة لا يجب أن تكون قادرة على التعرف على الإطار بأكمله ، فهي تحتاج فقط إلى معرفة متى سيبدأ هذا الإطار وكم سيستغرق الإرسال. هذه هي المعلومات التي يأخذونها من الديباجة. لم يكن 802.11ba استثناءً ، حيث تم إثبات واختبار الدائرة (سنقوم بحذف مشكلة التكلفة في الوقت الحالي).

ونتيجة لذلك ، يبدو إطار 802.11ba شيئًا مثل هذا:



تتيح التمهيد غير HT وجزء قصير من OFDM مع تعديل BPSK لجميع أجهزة 802.11a / g / n / ac / ax الاستماع إلى بداية إرسال هذا الإطار وعدم التدخل ، تاركًا للاستماع إلى الهواء. يتبع الديباجة حقل التزامن (SYNC) ، وهو في الأساس تناظري لـ L-STF / L-LTF. يعمل على إعطاء الفرصة لضبط التردد ومزامنة جهاز استقبال الجهاز. وفي تلك اللحظة فقط ، يتحول جهاز الإرسال إلى عرض قناة مختلف يبلغ 4 ميجاهرتز. لماذا؟ كل شيء بسيط للغاية. يعد ذلك ضروريًا لتقليل الطاقة وتحقيق نسبة إشارة إلى طاقة إلى ضوضاء قابلة للمقارنة (SINR). أو اترك الطاقة كما هي وحقق زيادة كبيرة في مسافة الإرسال. أود أن أقول إن هذا حل أنيق للغاية ، بالإضافة إلى ذلك ، والذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من متطلبات إمدادات الطاقة. اعد الاتصالمثل ESP8266 الشائع. في وضع الإرسال باستخدام معدل بت 54 ميجا بت في الثانية وقوة 16dBm ، يستهلك 196 مللي أمبير ، وهو مبلغ ساحق لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ منخفضة التصنيف. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.شعبية ESP8266. في وضع الإرسال باستخدام معدل بت 54 ميجا بت في الثانية وقوة 16dBm ، يستهلك 196 مللي أمبير ، وهو مبلغ ساحق لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.شعبية ESP8266. في وضع الإرسال باستخدام معدل بت 54 ميجا بت في الثانية وقوة 16dBm ، يستهلك 196 مللي أمبير ، وهو مبلغ ساحق لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.في وضع الإرسال باستخدام معدل بت 54 ميجا بت في الثانية وقوة 16dBm ، يستهلك 196 مللي أمبير ، وهو مبلغ ساحق لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.في وضع الإرسال باستخدام معدل بت 54 ميجا بت في الثانية وقوة 16dBm ، يستهلك 196 مللي أمبير ، وهو مبلغ ساحق لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.وهي كبيرة بشكل ممنوع لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.وهي كبيرة بشكل ممنوع لشيء مثل CR2032. إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ منخفضة التصنيف. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.إذا قللنا عرض القناة بمعامل خمسة وقمنا بتقليل قدرة المرسل بعامل خمسة ، فلن نفقد عمليا في مسافة الإرسال ، ولكن سيكون من الممكن تقليل الاستهلاك الحالي عدة مرات ، على سبيل المثال ، إلى حوالي 50 مللي أمبير. ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.ليس الأمر أنه كان مهمًا من جانب نقطة الوصول التي ترسل الإطار إلى WUR ، ولكن لا يزال ليس سيئًا. ولكن بالنسبة لـ STA ، فإن هذا أمر منطقي بالفعل ، لأن الاستهلاك المنخفض يسمح لك باستخدام شيء مثل CR2032 أو البطاريات المستخدمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل مع تيارات التفريغ ذات التصنيف المنخفض. بالطبع ، لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض في سرعة القناة مع زيادة في وقت إرسال إطار واحد على التوالي.لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض سرعة القناة مع زيادة وقت الإرسال لإطار واحد ، على التوالي.لا يحدث أي شيء مجانًا وسيؤدي انخفاض عرض القناة إلى انخفاض سرعة القناة مع زيادة وقت الإرسال لإطار واحد على التوالي.

الحديث عن سرعة القناة. يوفر المعيار في شكله الحالي خيارين: 62.5 كيلوبت في الثانية و 250 كيلوبت في الثانية. هل تشعر برائحة زيجبي؟ هذا ليس عرضيًا ، حيث يبلغ عرض القناة 2 ميجاهرتز بدلاً من 4 ميجاهرتز ، ولكن نوعًا مختلفًا من التعديل بكثافة طيفية أعلى. ونتيجة لذلك ، يجب أن يكون نصف قطر عمل أجهزة 802.11ba أطول ، وهو أمر مفيد جدًا لسيناريوهات إنترنت الأشياء الداخلية.

على الرغم من ذلك ، انتظر دقيقة ... حافظ على جميع المحطات في المنطقة صامتة ، باستخدام 4 ميجا هرتز فقط من نطاق 20 ميجا هرتز ... "هذه هي نفس المخلفات!" - ستقول وستكون على حق. ولكن لا ، هذه هي النفايات الحقيقية!



يشمل المعيار القدرة على استخدام القنوات الفرعية 40 ميجا هرتز و 80 ميجا هرتز. في الوقت نفسه ، يمكن أن تكون معدلات البت لكل قناة فرعية مختلفة ، ومن أجل مطابقة وقت البث ، تتم إضافة الحشو إلى نهاية الإطار. أي ، يمكن للجهاز أن يأخذ وقت البث على كل 80 ميجا هرتز ، ويستخدمه فقط عند 16 ميجا هرتز. هذه مضيعة حقيقية.

بالمناسبة ، الأجهزة المحيطة بشبكة Wi-Fi ليس لديها فرصة لفهم ما يتم بثه هناك. لأن ترميز إطارات 802.11ba ، لا يتم استخدام OFDM المألوفة لهم. نعم ، هذه هي الطريقة التي تخلى بها التحالف الشهير عن حقيقة أنه عمل دون فشل لسنوات عديدة. بدلاً من OFDM الكلاسيكي ، يتم استخدام تعديل Multi-Carrier (MC) -OOK. تنقسم قناة 4MHz إلى 16 موجة حاملة فرعية (؟) ، كل منها يستخدم تشفير مانشستر. في الوقت نفسه ، ينقسم حقل البيانات نفسه منطقيًا إلى مقاطع من 4 μs أو 2 dependings حسب معدل البتات ، وفي كل مقطع ، يمكن أن يتوافق مستوى منخفض أو مرتفع من التشفير مع وحدة. مثل هذا الحل لتجنب تسلسل طويل من الأصفار أو الأصفار. تخليط الحد الأدنى.



مستوى MAC أيضًا مبسط للغاية. يحتوي فقط على الحقول التالية:

• Frame Control
  
  Beacon, WuP, Discovery .
  Beacon , WuP , Discovery STA AP , 802.11ba. 48 .
• ID
  
  AP, STA STA . (, , groupcast wake-ups ).
  
• النوع التابع (TD)
  
  حقل مرن إلى حد ما. في ذلك يمكن إرسال الوقت المحدد ، إشارة حول تحديث البرامج الثابتة / التكوين برقم الإصدار أو شيء مفيد يجب أن تعرفه STA.
• إطار تدقيق الإطار (FCS)
  إنه بسيط. هذا هو المجموع الاختباري.

ولكن لكي تعمل التكنولوجيا ، لا يكفي فقط إرسال إطار من التنسيق المطلوب. يجب أن توافق STA و AP. تُبلغ STA معلماتها ، بما في ذلك الوقت الذي تستغرقه تهيئة PCR. تتم جميع المفاوضات باستخدام إطارات 802.11 العادية ، وبعد ذلك يمكن لـ STA إيقاف PCR والانتقال إلى وضع تنشيط WUR. وربما حتى القليل من النوم ، إذا كانت هناك فرصة كهذه. لأنه إذا كان كذلك ، فمن الأفضل استخدامه.
ثم يبدأ ضغطًا صغيرًا من الملليمترات الثمينة للساعات تحت اسم WUR Duty Cycle. لا يوجد شيء معقد ، فقط STA و AP ، عن طريق القياس هناك ، كما كان الحال مع TWT ، اتفق على جدول نوم. بعد ذلك ، ينام STA في الغالب ، بما في ذلك أحيانًا WUR ، من أجل الاستماع إلى "هل جاء أي شيء مفيد لي؟" وفقط إذا لزم الأمر يوقظ وحدة الراديو الرئيسية لتبادل حركة المرور.

تغير الوضع جذريًا مقارنة بـ TWT و U-APSD ، أليس كذلك؟

والآن فارق بسيط مهم لا تفكر فيه على الفور. لا يلزم تشغيل WUR بنفس تردد الوحدة الرئيسية. بل على العكس من المستحسن وأوصى بالعمل على قناة أخرى. في هذه الحالة ، لا تتداخل وظيفة 802.11ba مع تشغيل الشبكة بأي شكل من الأشكال والعكس صحيح يمكن استخدامه لإرسال معلومات مفيدة. الموقع وقائمة الجوار وأكثر من ذلك بكثير وفقًا لمعايير 802.11 الأخرى ، مثل 802.11k / v. وما هي المزايا التي تفتحها الشبكات المتداخلة ... لكن هذا موضوع مقال منفصل.

أما مصير المعيار نفسه كمستند ، في الوقت الحالي فإن مسودة 6.0 جاهزة بالفعل بمعدل موافقة 96٪ . أي أنه يمكننا هذا العام أن نتوقع أكثر المعايير واقعية ، أو على الأقل عمليات التنفيذ الأولى. وكم سيكسب التوزيع - فقط الوقت سيخبرنا.

مثل هذه الأشياء ... (ج) EvilWirelesMan .

القراءة الموصى بها:

IEEE 802.11ba - شبكة Wi-Fi منخفضة الطاقة للغاية لإنترنت الأشياء الضخم - التحديات

والمشكلات المفتوحة وتقييم الأداء IEEE 802.11ba: راديو تنبيه منخفض الطاقة لـ Green IoT

IEEE 802.11-Enabled-Enabled Radio : حالات الاستخدام والتطبيقات