802.11ba (WUR) atau cara menyeberang ular dengan landak

Belum lama ini, tentang segala macam sumber daya lainnya dan di blog saya, saya berbicara tentang fakta bahwa ZigBee sudah mati dan sudah waktunya untuk mengubur pramugari. Untuk membuat wajah yang baik dalam permainan yang buruk dengan Thread bekerja di atas IPv6 dan 6LowPan, yang lebih cocok untuk Bluetooth (LE) ini. Tapi saya akan membicarakan ini lain waktu. Hari ini kita akan berbicara tentang bagaimana komite bekerjamereka berpikir dengan baik untuk kedua kalinya setelah 802.11ah dan memutuskan bahwa sudah waktunya untuk menambahkan versi lengkap dari sesuatu seperti LRLP (Long-Range Low-Power) ke kumpulan standar 802.11 yang serupa dengan LoRA. Tapi ini tidak layak tanpa membunuh sapi kompatibilitas mundur suci. Akibatnya, Long-Range ditinggalkan dan hanya Low-Power yang tersisa, yang juga sangat bagus. Hasilnya adalah campuran 802.11 + 802.15.4 atau hanya Wi-Fi + ZigBee. Artinya, kita dapat mengatakan bahwa teknologi baru itu bukan pesaing untuk solusi LoraWAN, melainkan diciptakan untuk melengkapi mereka.

Jadi, mari kita mulai dengan hal yang paling penting - Sekarang di perangkat dengan dukungan untuk 802.11ba harus ada dua modul radio. Rupanya, melihat 802.11ah / kapak dengan teknologi Target Wake Time (TWT) mereka, para insinyur memutuskan bahwa ini tidak cukup dan bahwa konsumsi energi harus dikurangi secara drastis. Mengapa standar menyediakan pemisahan menjadi dua jenis radio yang berbeda - Radio Komunikasi Primer (PCR) dan Wake-Up Radio (WUR). Jika semuanya jelas dengan yang pertama, ini dia radio utama, ia mengirim dan menerima data, tetapi yang kedua tidak terlalu. Faktanya, WUR sebagian besar merupakan perangkat pendengaran (RX) dan, secara desain, harus mengkonsumsi daya yang sangat kecil untuk beroperasi. Tugas utamanya adalah untuk menerima sinyal kebangkitan dari AP dan nyalakan PCR. Yaitu,metode ini secara signifikan mengurangi waktu mulai dingin dan memungkinkan Anda untuk membangunkan perangkat pada waktu tertentu dengan akurasi maksimum. Ini sangat berguna ketika Anda memiliki, katakanlah, bukan sepuluh perangkat, tetapi seratus sepuluh dan Anda perlu bertukar data dengan masing-masing dalam waktu singkat. Ditambah lagi, logika frekuensi dan periodisitas kebangkitan bergerak ke sisi AP. Jika, katakanlah, metodologi PUSH diterapkan dalam LoRAWAN ketika aktuator itu sendiri bangun dan menyiarkan sesuatu dan tidur sisa waktu, maka dalam kasus ini, sebaliknya, AP memutuskan kapan dan perangkat mana yang harus bangun, dan aktuator itu sendiri ... tidak selalu sedang tidur.logika frekuensi dan frekuensi bangun bergerak ke sisi AP. Jika, katakanlah, metodologi PUSH diterapkan dalam LoRAWAN ketika aktuator itu sendiri bangun dan menyiarkan sesuatu dan tidur sisa waktu, maka dalam kasus ini, sebaliknya, AP memutuskan kapan dan perangkat mana yang harus bangun, dan aktuator itu sendiri ... tidak selalu sedang tidur.logika frekuensi dan frekuensi bangun bergerak ke sisi AP. Jika, katakanlah, metodologi PUSH diterapkan dalam LoRAWAN ketika aktuator itu sendiri bangun dan menyiarkan sesuatu dan tidur sisa waktu, maka dalam kasus ini, sebaliknya, AP memutuskan kapan dan perangkat mana yang harus bangun, dan aktuator itu sendiri ... tidak selalu sedang tidur.

Sekarang mari kita beralih ke format frame dan memastikan kompatibilitas. Jika 802.11ah sebagai upaya pertama dibuat untuk pita 868/915 MHz atau cukup SUB-1GHz, maka 802.11ba sudah ditujukan untuk pita 2,4GHz dan 5GHz. Dalam standar "baru" sebelumnya, kompatibilitas dicapai melalui pembukaan yang dapat dimengerti oleh perangkat yang lebih tua. Artinya, perhitungan selalu bahwa perangkat lama tidak harus bisa mengenali seluruh frame, mereka hanya perlu memahami kapan frame ini akan dimulai dan berapa lama transmisi akan berlangsung. Informasi inilah yang mereka ambil dari pembukaan. 802.11ba tidak terkecuali, karena rangkaian terbukti dan diuji (kami akan menghilangkan masalah biaya untuk saat ini).

Hasilnya, frame 802.11ba terlihat seperti ini:



Pembukaan non-HT dan sebuah fragmen pendek OFDM dengan modulasi BPSK memungkinkan semua perangkat 802.11a / g / n / ac / kapak untuk mendengar awal transmisi frame ini dan tidak melakukan intervensi, meninggalkan untuk mendengarkan udara. Pembukaan diikuti oleh bidang sinkronisasi (SYNC), yang pada dasarnya adalah analog L-STF / L-LTF. Ini berfungsi untuk memberi kesempatan untuk menyesuaikan frekuensi dan menyinkronkan penerima perangkat. Dan tepat pada saat itu, perangkat pengirim beralih ke lebar saluran 4MHz yang berbeda. Untuk apa? Semuanya sangat sederhana. Ini diperlukan untuk mengurangi daya dan mencapai rasio signal-to-power-to-noise (SINR) yang sebanding. Atau biarkan tenaga apa adanya dan mencapai peningkatan yang signifikan dalam jarak transmisi. Saya akan mengatakan bahwa ini adalah solusi yang sangat elegan, di samping itu, yang secara signifikan dapat mengurangi persyaratan untuk pasokan daya. Penarikanmis. ESP8266 populer. Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan kekuatan 16dBm, ia mengkonsumsi 196 mA, yang merupakan jumlah yang luar biasa untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.ESP8266 populer. Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan kekuatan 16dBm, ia mengkonsumsi 196 mA, yang merupakan jumlah yang luar biasa untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.ESP8266 populer. Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan kekuatan 16dBm, ia mengkonsumsi 196 mA, yang merupakan jumlah yang luar biasa untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan kekuatan 16dBm, ia mengkonsumsi 196 mA, yang merupakan jumlah yang luar biasa untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan kekuatan 16dBm, ia mengkonsumsi 196 mA, yang merupakan jumlah yang luar biasa untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.yang sangat besar untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.yang sangat besar untuk sesuatu seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Jika kita mengurangi lebar saluran dengan faktor lima dan mengurangi daya pemancar dengan faktor lima, maka kita praktis tidak akan kehilangan jarak transmisi, tetapi akan mungkin untuk mengurangi konsumsi arus beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang digunakan untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang dipertajam untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.Bukannya itu penting dari sisi AP yang mengirimkan frame ke WUR, tapi tetap tidak buruk. Tetapi untuk STA ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk menggunakan hanya sesuatu seperti CR2032 atau baterai yang dipertajam untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus debit berperingkat rendah. Tentu saja, tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.tidak ada yang terjadi secara gratis dan penurunan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran dengan peningkatan waktu transmisi satu frame, masing-masing.

Berbicara tentang kecepatan saluran. Standar dalam bentuk saat ini menyediakan dua opsi: 62,5 Kbps dan 250 Kbps. Merasa ZigBee tercium? Ini tidak biasa, karena memiliki lebar saluran 2Mhz bukan 4Mhz, tetapi jenis modulasi yang berbeda dengan kepadatan spektral yang lebih tinggi. Akibatnya, jari-jari aksi perangkat 802.11ba harus lebih lama, yang sangat berguna untuk skenario IoT dalam ruangan.

Meskipun, tunggu sebentar ... Biarkan semua stasiun di distrik tetap diam, hanya menggunakan 4 MHz dari band 20 MHz ... "INI ADALAH SAMA SAMA!" - Anda akan mengatakan dan Anda akan benar. Tapi tidak, INI BENAR-BENAR LIMBAH!



Standar ini mencakup kemampuan untuk menggunakan sub-saluran 40 MHz dan 80 MHz. Pada saat yang sama, bitrate dari masing-masing subchannel dapat berbeda, dan agar sesuai dengan waktu siaran, Padding ditambahkan ke ujung frame. Artinya, perangkat dapat mengambil airtime di semua 80 MHz, dan menggunakannya hanya pada 16 MHz. Ini benar-benar pemborosan.

Omong-omong, perangkat di sekitar Wi-Fi tidak memiliki kesempatan untuk memahami apa yang sedang disiarkan di sana. Karena untuk pengkodean frame 802.11ba, OFDM yang akrab dengannya tidak digunakan. Ya, inilah bagaimana aliansi yang terkenal itu mengabaikan fakta bahwa ia bekerja tanpa gagal selama bertahun-tahun. Alih-alih OFDM klasik, modulasi Multi-Carrier (MC) -OOK digunakan. Saluran 4MHz dibagi menjadi 16 (?) Subcarrier, yang masing-masing menggunakan pengkodean Manchester. Pada saat yang sama, bidang DATA itu sendiri juga secara logis dibagi menjadi segmen 4 μs atau 2 μs tergantung pada laju bit, dan di setiap segmen tersebut, tingkat pengkodean rendah atau tinggi dapat sesuai dengan unit. Solusi semacam itu untuk menghindari urutan nol atau yang panjang. Perebutan minimal.



Level MAC juga sangat disederhanakan. Ini hanya berisi bidang-bidang berikut:

• Frame Control
  
  Beacon, WuP, Discovery .
  Beacon , WuP , Discovery STA AP , 802.11ba. 48 .
• ID
  
  AP, STA STA . (, , groupcast wake-ups ).
  
• Type Dependent (TD)
  
  Bidang yang cukup fleksibel. Ada di dalamnya bahwa waktu yang tepat dapat ditransmisikan, sinyal tentang memperbarui firmware / konfigurasi dengan nomor versi atau sesuatu yang berguna yang harus diketahui oleh STA.
• Frame Checksum Field (FCS)
  Sangat sederhana. Ini sebuah checksum.

Tetapi agar teknologi dapat berfungsi, tidak cukup hanya mengirim bingkai format yang diinginkan. STA dan AP harus setuju. STA melaporkan parameternya, termasuk waktu yang dibutuhkan untuk menginisialisasi PCR. Semua negosiasi berlangsung menggunakan frame 802.11 biasa, setelah itu STA dapat mematikan PCR dan masuk ke mode aktivasi WUR. Dan mungkin bahkan sedikit tidur, jika ada kesempatan seperti itu. Karena jika ya, lebih baik menggunakannya.
Kemudian mulailah meremas kecil miliampere arloji berharga dengan nama WUR Duty Cycle. Tidak ada yang rumit, hanya STA dan AP, dengan analogi di sana, seperti halnya untuk TWT, menyetujui jadwal tidur. Setelah itu, STA kebanyakan tidur, kadang-kadang termasuk WUR, untuk mendengarkan "Adakah yang berguna datang kepadaku?" Dan hanya jika perlu membangkitkan modul radio utama untuk pertukaran lalu lintas.

Secara radikal mengubah situasi dibandingkan dengan TWT dan U-APSD, bukan?

Dan kini nuansa penting yang tidak segera Anda pikirkan. WUR tidak harus berjalan pada frekuensi yang sama dengan modul utama. Sebaliknya, diinginkan dan direkomendasikan agar ia bekerja di saluran lain. Dalam hal ini, fungsi 802.11ba tidak mengganggu operasi jaringan dengan cara apa pun dan sebaliknya dapat digunakan untuk mengirim informasi yang bermanfaat. Lokasi, Daftar Tetangga dan banyak lagi di bawah standar 802.11 lainnya, seperti 802.11k / v. Dan keuntungan apa yang terbuka untuk jaringan Mesh ... Tapi ini adalah topik dari artikel terpisah.

Adapun nasib standar itu sendiri sebagai dokumen, saat ini Draft 6.0 sudah siap dengan tingkat Persetujuan 96% . Artinya, tahun ini kita dapat mengharapkan standar yang paling nyata, atau setidaknya implementasi pertama. Dan berapa banyak yang akan diperoleh distribusi - hanya waktu yang akan memberi tahu.

Hal-hal seperti itu ... (c) EvilWirelesMan .

Bacaan yang disarankan:

IEEE 802.11ba - Wi-Fi Daya Sangat Rendah untuk Internet Besar-Besaran - Tantangan, Masalah Terbuka, Evaluasi Kinerja

IEEE 802.11ba: Radio Bangun Daya Rendah untuk IoT Hijau IET

802.11-Diaktifkan Radio Wake-Up : Gunakan Kasing dan Aplikasi