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802.11ah协议分析 802.11ah协议标准分析 IEEE802 11ah是应用于WLAN系统在1GHz以下频段的新兴无线协议，适用于1.传感器网络和智能仪表；2.传感器及智能回传链路；3.WIFI热点覆盖扩展及蜂窝网分流 802.11ah支持M2M通信的总体要求： 1.一个接入点通过分级标示符构造可以连接多达8191台设备；2.大约900MHZ的可用免许可的载波频段降低了频段的拥挤度和保证了长距离传输3.室外传输距离长达1KM； 4.数据传输速率至少大于101kbps； 5.单跳网络拓扑构造；6.短且偶发的数据传输(101bytes的数据包大小，和包间间隔时间大于30s)； 7.特别低的功率消耗； 8.本钱低 一．PHY层1.802.11ah规定的运行频段为低于1Ghz的免许可频段频段的划分依据国家的不同而不同详细状况如下: 美国902MHZ~928MHZ 欧洲863MHZ~868MHZ 中国755MHZ~787MHZ 日本916.5MHZ~927.5MHZ 韩国917.5MHZ~923.5MHZ信道的定义 802.11ah把信道分为两类：1MHZ带宽信道和大于1MHZ带宽的信道。

其中1MHZ和2MHZ信道带宽应用最广 PHY传输 PHY传输是基于32路或64路子载波的OFDM波形的传输，每路子载波之间的间隔为31.25KHZ，支持的调制方式有BPSK，QPSK,和16~256QAM 详细来说，对于1MHZ信道，采纳32IFFT产生OFDM符号，但其中只有24路子载波用于数据传输；对于2MHZ信道，采纳64IFFT产生OFDM符号，只有52路子载波用于数据传输 二．MAC层 1.支持大量的关联站点 通过13bits的分级关联符可支持多达2^13 -1=8191个关联站其分级构造如下： 站点的分类TIM站：该类型的站只能依据AP信标来发送和承受数据，并且数据传输只能在访问限制窗内进展，一般为大数据流量的站Non-TIM站：该类型的站无需依据任何信标，在关联阶段，可干脆与AP协商以获得由周期访问限制窗安排的传输时间Unscheduled站：该类型的站无需依据任何信标，也不须要依据任何访问限制窗内，其可发送poll帧向AP恳求即时的信道访问信道访问机制 对于Non-TIM站：AP为各个站预先设置了唤醒时间，802.11ah定义了TWT IE〔目标唤醒时间〕用以规定上行和下行传输时站点多久唤醒一次和何时唤醒。

详细来说，AP在目标站唤醒时发送NDP帧，其中包含了缓存状态信息，假如站点识别出有通往自己的缓存数据存在，即发送PS-poll帧恳求数据交付 对于TIM站，802.11ah提出了RAW〔访问限制窗：就是几个时隙组成的一个时间段〕，AP指派给每个站一个时隙用以传输和承受数据 RAW用于安排给有上行和下行数据的TIM站组；也可预留给限制帧，如PS-poll帧RAW的相关参数〔RAW的起始时间，持续时间，站点的AID〕由RPS IE来规定，RPS包含了信标帧，每个站点通过RPS来识别安排给自己的RAW同时，AP只给已经做好承受发送数据打算的站安排RAW当AP有缓存数据须要交付时，且同时收到平凡的PS-poll帧和UDI PS-poll帧时，AP通过管理帧RA来指导上行和下行链路的信道访问注：UDI PS-poll帧表示站点只有上行数据传输无下行缓存数据 吞吐量的提升802.11ah特点之一就是较低的数据传输速率，为克制这一特点对吞吐量的影响，802.11ah定义了更加紧凑的MAC头，主要表此时此刻以下几个方面： .由AID代替的之前的MAC地址；A3局部的内容具有可选择性，其包含的内容由FC的比特位来指明； 一些QOS和HT局部被移到了PHY头中，其余一些那么被删除了。

所以在MAC头中无QOS和HT局部；短MAC头不包含duration/ID局部，所以不支持虚拟载波侦听 以上的变更节约了12bytes，短MAC头的图示如下： 功率管理优化技术802.11ah引入了以下几种优化技术〔1〕最长休眠时间扩展：一是利用最大空闲周期字段的最高2位有效位作为比例因子00，01，10，11分别代表1，10，1010，10100的比例因子，最大休眠时间最多可延长2500倍二是允许AP为不同站点设置不同数值的最大空闲周期，而且站点可以在关联恳求中恳求安排特定的数值 〔2〕TIM分段TIM分段机制将TIM携带的信息分割为假设干片段分别发送[7]，如图2所示DTIM(Delivery Traffic Indication Map, 发送流量指示图〕说明AP是否缓存有组播据，DTIM信标包含假设干个PSIE (Page Slice information elements, 页片信息元素)，各页的PSIE不同PSIE包含页周期相关信息，即DTIM信标之间的时间间隔、TIM片段数目、 相对于当前信标帧的位置以及各片段中的块数等PSIE包含一个Page Bitmap，表示各片段中各个块对应的站点是否有缓存数据。

站点通过接收PSIE可获知AP是否缓存有数据去往它所在的块假设没有去往站点所在块的缓存数据，站点可以休眠直至页周期完毕；假设有，而接收的信标帧不含对应的TIM片段，站点将计算对应的TIM片段何时传输并在此之前保持休眠状态 〔3〕 TWTTWT(Target Wake Time，目标唤醒时间)机制允许AP为站点支配唤醒时间，使不同站点可以在不同时间段醒来，从而降低竞争冲突，提高系统的运用效率，同时也大大降低了站点的功耗站点每次醒来可持续醒悟假设干个TWT SP(TWTService Period，目标唤醒时间效劳周期)，站点在TWTSP期间通过传统的信道接入方式发送数据站点可以在TWT SP以外的时间始终保持休眠状态，甚至可以不醒来接收信标帧802.11ah还提出TWT分组机制，AP构建TWT组并通知站点分组总结，802.11ah标准的制定还将接着，将来它必须会应用于许多大规模的无线网络中本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页。