802.11ba (WUR) किंवा हेज हॉगसह साप कसा पार करावा

काही काळापूर्वी, इतर विविध संसाधनांवर आणि माझ्या ब्लॉगमध्ये, मी या वस्तुस्थितीबद्दल बोललो होतो की ZigBee मरण पावला आहे आणि फ्लाइट अटेंडंटला दफन करण्याची वेळ आली आहे. IPv6 आणि 6LowPan वर काम करणार्‍या थ्रेडसह खराब गेमला चांगला चेहरा देण्यासाठी, यासाठी अधिक योग्य असलेले ब्लूटूथ (LE) पुरेसे आहे. पण मी तुम्हाला याविषयी कधीतरी सांगेन. आज आपण 802.11ah नंतर समितीच्या कार्यगटाने दोनदा विचार करण्याचे ठरवले आणि LRLP (लाँग-रेंज लो-पॉवर) सारखी पूर्ण आवृत्ती 802.11 मानकांच्या पूलमध्ये जोडण्याची वेळ आली आहे असे ठरवले याबद्दल आज आपण चर्चा करू. LoRA ला. परंतु मागासलेल्या सुसंगततेच्या पवित्र गाईची कत्तल केल्याशिवाय याची अंमलबजावणी करणे अशक्य असल्याचे दिसून आले. परिणामी, लाँग-रेंज सोडली गेली आणि फक्त लो-पॉवर राहिले, जे खूप चांगले आहे. परिणाम 802.11 + 802.15.4, किंवा फक्त Wi-Fi + ZigBee चे मिश्रण होते. म्हणजेच, आम्ही असे म्हणू शकतो की नवीन तंत्रज्ञान LoraWAN सोल्यूशन्सचे प्रतिस्पर्धी नाही, परंतु, त्याउलट, त्यांना पूरक म्हणून तयार केले जात आहे.

तर, सर्वात महत्वाच्या गोष्टीपासून सुरुवात करूया - आता 802.11ba ला समर्थन देणार्‍या उपकरणांमध्ये दोन रेडिओ मॉड्यूल्स असणे आवश्यक आहे. वरवर पाहता, टार्गेट वेक टाइम (TWT) तंत्रज्ञानासह 802.11ah/ax कडे पाहिल्यानंतर, अभियंत्यांनी ठरवले की हे पुरेसे नाही आणि त्यांना वीज वापर मूलभूतपणे कमी करणे आवश्यक आहे. प्राइमरी कम्युनिकेशन रेडिओ (पीसीआर) आणि वेक-अप रेडिओ (डब्ल्यूयूआर) - दोन वेगवेगळ्या प्रकारच्या रेडिओमध्ये विभागणीसाठी मानक का प्रदान करते. जर पहिल्यासह सर्व काही स्पष्ट असेल तर, हा मुख्य रेडिओ आहे, तो डेटा प्रसारित करतो आणि प्राप्त करतो, तर दुसऱ्यासह ते इतके जास्त नाही. खरं तर, WUR हे मुख्यतः ऐकण्याचे साधन (RX) आहे आणि ऑपरेट करण्यासाठी खूप कमी उर्जा वापरण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. एपीकडून वेक-अप सिग्नल प्राप्त करणे आणि पीसीआर सक्षम करणे हे त्याचे मुख्य कार्य आहे. म्हणजेच, ही पद्धत थंड प्रारंभ वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करते आणि आपल्याला जास्तीत जास्त अचूकतेसह दिलेल्या वेळी डिव्हाइसेस जागृत करण्यास अनुमती देते. जेव्हा तुमच्याकडे दहा नव्हे, तर एकशे दहा उपकरणे असतील आणि तुम्हाला त्या प्रत्येकाशी कमी कालावधीत डेटाची देवाणघेवाण करावी लागेल तेव्हा हे खूप उपयुक्त आहे. शिवाय, प्रबोधनाची वारंवारता आणि नियतकालिकता यांचे तर्क AP बाजूला सरकते. जर, म्हणा, जेव्हा ऍक्च्युएटर स्वतः जागे होतात आणि हवेवर काहीतरी प्रसारित करतात आणि उर्वरित वेळ झोपतात तेव्हा लोरावन पुश पद्धती वापरतात, तर या प्रकरणात, त्याउलट, एपी निर्णय घेते की केव्हा आणि कोणते उपकरण जागे व्हावे आणि अ‍ॅक्ट्युएटर स्वतः... नेहमी झोपत नाहीत.

आता फ्रेम फॉरमॅट्स आणि कंपॅटिबिलिटीकडे वळू. जर 802.11ah, पहिला प्रयत्न म्हणून, 868/915 MHz बँड किंवा फक्त SUB-1GHz साठी तयार केला असेल, तर 802.11ba आधीच 2.4GHz आणि 5GHz बँडसाठी आहे. मागील "नवीन" मानकांमध्ये, जुन्या उपकरणांना समजण्यायोग्य असलेल्या प्रस्तावनेद्वारे सुसंगतता प्राप्त केली गेली. म्हणजेच, गणना नेहमी केली गेली आहे की जुन्या डिव्हाइसेसना संपूर्ण फ्रेम ओळखण्यास सक्षम असणे आवश्यक नाही; ही फ्रेम कधी सुरू होईल आणि प्रसारण किती काळ टिकेल हे समजण्यासाठी त्यांना पुरेसे आहे. हीच माहिती त्यांनी प्रस्तावनेतून घेतली आहे. 802.11ba अपवाद नव्हता, कारण योजना सिद्ध आणि सिद्ध झाली आहे (आम्ही सध्याच्या खर्चाच्या समस्येकडे दुर्लक्ष करू).

परिणामी, 802.11ba फ्रेम असे काहीतरी दिसते:

नॉन-एचटी प्रस्तावना आणि BPSK मॉड्युलेशनसह एक लहान OFDM तुकडा सर्व 802.11a/g/n/ac/ax डिव्हाइसेसना या फ्रेमच्या प्रसारणाची सुरूवात ऐकू देतो आणि प्रसारण ऐकण्याच्या मोडमध्ये जाऊन हस्तक्षेप करू शकत नाही. प्रस्तावनेनंतर सिंक्रोनायझेशन फील्ड (SYNC) येते, जे मूलत: L-STF/L-LTF चे अॅनालॉग आहे. हे वारंवारता समायोजित करणे आणि डिव्हाइसचा रिसीव्हर सिंक्रोनाइझ करणे शक्य करते. आणि या क्षणी ट्रान्समिटिंग डिव्हाइस 4 मेगाहर्ट्झच्या रुंदीच्या दुसर्या चॅनेलवर स्विच करते. कशासाठी? सर्व काही अगदी सोपे आहे. हे आवश्यक आहे जेणेकरून पॉवर कमी करता येईल आणि तुलनात्मक सिग्नल-टू-नॉइज रेशो (SINR) मिळवता येईल. किंवा पॉवर जशी आहे तशी सोडा आणि ट्रान्समिशन रेंजमध्ये लक्षणीय वाढ करा. मी म्हणेन की हा एक अतिशय मोहक उपाय आहे, जो एखाद्याला वीज पुरवठ्यासाठी आवश्यकता लक्षणीयरीत्या कमी करण्यास देखील अनुमती देतो. चला लक्षात ठेवा, उदाहरणार्थ, लोकप्रिय ESP8266. 54 Mbps चा बिटरेट आणि 16dBm पॉवर वापरून ट्रान्समिट मोडमध्ये, ते 196 mA वापरते, जे CR2032 सारख्या गोष्टीसाठी प्रतिबंधात्मक उच्च आहे. जर आपण चॅनेलची रुंदी पाच पट कमी केली आणि ट्रान्समीटर पॉवर पाच पट कमी केली, तर आपण ट्रान्समिशन रेंजमध्ये व्यावहारिकरित्या गमावणार नाही, परंतु सध्याचा वापर सुमारे 50 एमए च्या घटकाने कमी होईल. WUR साठी फ्रेम प्रसारित करणार्‍या AP च्या भागावर हे गंभीर आहे असे नाही, परंतु तरीही ते वाईट नाही. परंतु STA साठी हे आधीच अर्थपूर्ण आहे, कारण कमी वापरामुळे CR2032 किंवा कमी रेट केलेल्या डिस्चार्ज करंटसह दीर्घकालीन ऊर्जा संचयनासाठी डिझाइन केलेल्या बॅटरीसारख्या गोष्टींचा वापर करता येतो. अर्थात, काहीही विनामूल्य मिळत नाही आणि चॅनेलची रुंदी कमी केल्याने अनुक्रमे एका फ्रेमच्या ट्रान्समिशन वेळेत वाढ होऊन चॅनेलचा वेग कमी होईल.

तसे, चॅनेल गती बद्दल. सध्याच्या स्वरूपातील मानक दोन पर्याय प्रदान करते: 62.5 Kbps आणि 250 Kbps. तुम्हाला ZigBee चा वास येतो का? हे सोपे नाही, कारण त्याची चॅनेल रुंदी 2Mhz ऐवजी 4Mhz आहे, परंतु उच्च वर्णक्रमीय घनतेसह वेगळ्या प्रकारचे मॉड्यूलेशन आहे. परिणामी, 802.11ba उपकरणांची श्रेणी मोठी असावी, जी घरातील IoT परिस्थितीसाठी खूप उपयुक्त आहे.

तरीही, एक मिनिट थांबा... 4 मेगाहर्ट्झ बँडपैकी फक्त 20 मेगाहर्ट्झ वापरत असताना, परिसरातील सर्व स्थानकांना शांत राहण्यास भाग पाडत आहे... "ही अपव्यय आहे!" - तुम्ही म्हणाल आणि तुम्ही बरोबर असाल. पण नाही, हाच खरा कचरा आहे!

मानक 40 MHz आणि 80 MHz उपचॅनेल वापरण्याची क्षमता प्रदान करते. या प्रकरणात, प्रत्येक उपचॅनेलचे बिटरेट भिन्न असू शकतात आणि प्रसारण वेळेशी जुळण्यासाठी, फ्रेमच्या शेवटी पॅडिंग जोडले जाते. म्हणजेच, डिव्हाइस सर्व 80 मेगाहर्ट्झवर एअरटाइम व्यापू शकते, परंतु ते फक्त 16 मेगाहर्ट्झवर वापरा. हा खरा कचरा आहे.

तसे, आजूबाजूच्या वाय-फाय डिव्हाइसेसना तेथे काय प्रसारित केले जात आहे हे समजण्याची संधी नाही. कारण नेहमीच्या OFDM चा वापर 802.11ba फ्रेम्स एन्कोड करण्यासाठी केला जात नाही. होय, त्याचप्रमाणे, युतीने अनेक वर्षांपासून निर्दोषपणे काम केलेले प्रसिद्धपणे सोडून दिले. क्लासिक OFDM ऐवजी, मल्टी-कॅरियर (MC)-OOK मॉड्यूलेशन वापरले जाते. 4MHz चॅनेल 16(?) उपवाहकांमध्ये विभागले गेले आहे, त्यातील प्रत्येक मँचेस्टर एन्कोडिंग वापरतो. त्याच वेळी, DATA फील्ड देखील तार्किकदृष्ट्या बिटरेटवर अवलंबून 4 μs किंवा 2 μs च्या विभागांमध्ये विभागले गेले आहे आणि अशा प्रत्येक विभागात निम्न किंवा उच्च एन्कोडिंग पातळी एकाशी संबंधित असू शकते. शून्य किंवा एकाचा दीर्घ क्रम टाळण्याचा हा उपाय आहे. किमान वेतनावर चकरा मारणे.

MAC पातळी देखील अत्यंत सरलीकृत आहे. यात फक्त खालील फील्ड आहेत:

• फ्रेम नियंत्रण

  बीकन, डब्ल्यूयूपी, डिस्कव्हरी किंवा विक्रेत्याच्या पसंतीची इतर कोणतीही मूल्ये घेऊ शकता.
  बीकनचा वापर टाइम सिंक्रोनाइझेशनसाठी केला जातो, डब्ल्यूयूपी एक किंवा उपकरणांच्या गटाला जागृत करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे आणि डिस्कव्हरी STA ते AP या विरुद्ध दिशेने कार्य करते आणि 802.11ba ला समर्थन देणारे प्रवेश बिंदू शोधण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. या फील्डमध्ये 48 बिट्सपेक्षा जास्त असल्यास फ्रेमची लांबी देखील असते.

• ID

  फ्रेमच्या प्रकारावर अवलंबून, ते एपी, किंवा एसटीए, किंवा एसटीएचा समूह ओळखू शकते ज्यासाठी ही फ्रेम अभिप्रेत आहे. (होय, तुम्ही गटांमध्ये डिव्हाइसेस जागृत करू शकता, याला ग्रुपकास्ट वेक-अप म्हणतात आणि ते खूपच छान आहे).

• प्रकार अवलंबित (TD)

  अगदी लवचिक फील्ड. त्यातच अचूक वेळ प्रसारित केली जाऊ शकते, आवृत्ती क्रमांकासह फर्मवेअर/कॉन्फिगरेशन अद्यतनाबद्दल सिग्नल किंवा STA ला माहित असले पाहिजे असे काहीतरी उपयुक्त आहे.

• फ्रेम चेकसम फील्ड (FCS)
  येथे सर्व काही सोपे आहे. हे चेकसम आहे

परंतु तंत्रज्ञान कार्य करण्यासाठी, फक्त आवश्यक स्वरूपात फ्रेम पाठवणे पुरेसे नाही. STA आणि AP ने सहमत असणे आवश्यक आहे. PCR सुरू करण्यासाठी लागणारा वेळ यासह STA त्याच्या पॅरामीटर्सचा अहवाल देते. सर्व वाटाघाटी नियमित 802.11 फ्रेम्स वापरून होतात, त्यानंतर STA PCR अक्षम करू शकते आणि WUR सक्षम मोडमध्ये प्रवेश करू शकते. किंवा शक्य असल्यास थोडी झोप घ्या. कारण जर ते अस्तित्वात असेल तर ते वापरणे चांगले.
पुढे WUR ड्युटी सायकल नावाचे मौल्यवान मिलीअँप तास थोडे अधिक पिळून येतात. यात काहीही क्लिष्ट नाही, फक्त STA आणि AP, TWT साठी कसे होते याच्याशी साधर्म्य दाखवून, झोपेच्या वेळापत्रकावर सहमत आहात. यानंतर, STA बहुतेक वेळा झोपतो, "माझ्यासाठी काही उपयुक्त आहे का?" ऐकण्यासाठी अधूनमधून WUR चालू करतो. आणि केवळ आवश्यक असल्यास, ते रहदारी एक्सचेंजसाठी मुख्य रेडिओ मॉड्यूल जागृत करते.

TWT आणि U-APSD च्या तुलनेत परिस्थिती आमूलाग्र बदलते, नाही का?

आणि आता एक महत्त्वाची सूक्ष्मता ज्याचा तुम्ही लगेच विचार करत नाही. WUR ला मुख्य मॉड्यूल सारख्याच वारंवारतेवर ऑपरेट करण्याची गरज नाही. याउलट, ते वेगळ्या चॅनेलवर काम करणे इष्ट आणि शिफारसीय आहे. या प्रकरणात, 802.11ba कार्यक्षमता कोणत्याही प्रकारे नेटवर्कच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणत नाही आणि त्याउलट, उपयुक्त माहिती पाठविण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. इतर 802.11 मानकांमध्ये स्थान, शेजारी सूची आणि बरेच काही, उदाहरणार्थ 802.11k/v. आणि मेश नेटवर्कसाठी कोणते फायदे उघडतात... पण हा एका वेगळ्या लेखाचा विषय आहे.

एक दस्तऐवज म्हणून मानक स्वतः नशीब साठी म्हणून, नंतर सध्या मसुदा 6.0 मंजूरी दरासह तयार आहे: 96%. म्हणजेच, या वर्षी आम्ही वास्तविक मानक किंवा किमान प्रथम अंमलबजावणीची अपेक्षा करू शकतो. ते किती व्यापक होईल हे येणारा काळच सांगेल.

अशा गोष्टी... (c) EvilWirelesMan.

शिफारस केलेले वाचन:

IEEE 802.11ba - मोठ्या प्रमाणावर इंटरनेट ऑफ थिंग्जसाठी अत्यंत कमी पॉवर वाय-फाय - आव्हाने, खुल्या समस्या, कार्यप्रदर्शन मूल्यमापन

IEEE 802.11ba: ग्रीन IoT साठी लो-पॉवर वेक-अप रेडिओ

IEEE 802.11-सक्षम वेक-अप रेडिओ: केसेस आणि ऍप्लिकेशन्स वापरा

स्त्रोत: www.habr.com