序言
關於802.11ah這個坑埋了幾個月了，仍是最近填了吧。本文主要談一談802.11ah的設計目標方面的內容，802.11ah的設計目標和具體協議內容仍是比較緊密關聯的，是一個比較工程型的精巧協議。額，不過這種精巧僅僅是協議設計上而言，是否實用這一點還有待談論。微信
802.11ah的現狀
802.11ah如今在國內應該已經式微了。在802.11ah的PAR時期，其考量中國國內對應的頻段是779-787MHz，不過如今這個頻段已經被劃分給了5G通訊了（詳見工業和信息化關於調整700MHz頻段頻率使用規劃的通知/工信部無[2020]50號），具體是將703-743/758-798MHz頻段劃給移動通訊系統。網絡
爲何要研究802.11ah？
不過爲何要研究802.11ah，或者說關注這個協議呢。筆者觀點是，802.11ah是一個很是具有802.11風格的獨立協議，具備完整的PHY/MAC改良。另外一個同級別的就是802.11ay，也就是毫米波系列了。如今國內你們不少也開始關注到改進802.11協議，或者說想在協議組內積極參與協議的提案，從而802.11ah就是一個比較好的示例。從對比其PAR，到最終實現PAR的幾個目標採起的方法，可以得到一些靈感或者思路，或者說理解一些關於802.11的路子。框架
802.11ah的命名
上一篇主要討論了關於hallow的命名，這裏咱們看下爲何使用802.11ah這個代號。實際上感受802.11協議組從以a開始打頭的新的一輪協議命名後，其實就是按照字母順序日後排的。802.11aa，802.11ab，802.11ac，802.11ad，802.11ae，802.11af，802.11ag，而後就是802.11ah了。其中802.11aa，802.11ac，802.11ad，802.11ae，802.11af都是協議名，這些都是具體的協議代號了，而802.11ab，802.11ag很容易和802.11a/b，802.11a/g這樣的表述混淆，因此這個代號也沒有使用，因此關於Sub-1G頻段下的802.11協議就是採用802.11ah的命名了。less
802.11ah PAR定的設計目標
咱們主要關注的是802.11ah的PAR中的Scope部分，其中能夠當作有兩個部分的說明性能
第一個部分是關於802.11ah的工做頻段，其定義了802.11ah是在Sub-1G頻段下，以OFDM做爲物理層機制工做的一種傳輸協議。並且這裏注意，其強調了要考慮到了與802.15.4以及802.15.4g的兼容共存性，採用802.15.4做爲物理層技術的典型協議就是zigbee。爲何要強調這一點其實和802.11ah的典型應用場景有關。參考802.11-11/0457r0，咱們着重舉兩個例子：優化
例1是一個智能電網或者說智能儀表的例子，其中多個儀表和控制設備，經過有線或者無線的方式鏈接到802.11ah的AP上面進行數據交換。這裏802.11ah的AP，其實和802.11通常意義上的AP概念差很少，都是無線交換的概念，這裏可能會更加偏重於物聯網網關一些吧。spa
例2是我以爲值得拿出來看一下的，這裏更明顯是一種物聯網網關的概念了。這裏是做爲一種工業自動化控制的AP出現的，其主要是做爲控制中心骨幹網絡派生出來的AP，用來彙總數據到控制的骨幹網絡上。802.11ah的AP能夠做爲1級設備，直接能夠與配備了802.11ah終端的控制設備鏈接，也能夠做爲2級設備，將其與802.15.4的路由鏈接起來，再轉換爲802.11ah的信號反饋到骨幹網絡上去，讓無線傳感器之類的設備仍是保持現有的802.15.4的物理層技術不變，可是仍是引入了802.11ah作彙總的功能。例2就能夠對應說明，PAR裏面強調的這一句，802.11ah設計時須要考慮到與802.15.4和802.15.4g的兼容問題，這個是與預設場景有關的。設計
Remark：關於802.11ah在Sub-1G的工做頻段，這裏須要注意的是在協議定義中，802.11ah可使用的是Sub-1G如下非TVWS的頻段，由於802.11協議在Sub-1G下還存在一個802.11af的協議標準，二者在頻段上是分離的。blog
第二個部分就是預想的傳輸速率和傳輸距離了。預設的傳輸速率是大於100kbits，傳輸範圍是1km。這個也是一個預設條件，是根據前面說的預設場景所量化的傳輸指標，而且不少MAC層的機制，也是圍繞着這個指標進行考量的。路由
參考WiFi聯盟關於802.11ah的白皮書，能夠看到802.11ah和其餘技術的比較而言，其傳輸的覆蓋範圍並非最遠的，可是其相對的參數是比較偏高的，能夠理解成綜合參數吧。802.11ah的傳輸速率偏高主要是其物理層是直接基於802.11ac的技術框架設計的，ah的初期設計就考慮了多流的屬性，不過實際而言，感受在廣覆蓋場景下，這點實際做用不大。因此爲何要討論這一些呢，主要是說明兩點：
- 802.11ah的預設條件是1km覆蓋，傳輸速率是100kbits。
- 802.11ah的潛在設計條件，是在上述的計劃下，優化在1km覆蓋內的傳輸速率。
這裏咱們就會在設計中感受到，802.11ah的設計中，近距離的時候相比其餘的物聯網協議而言，具備很強的物理層性能，距離遠的時候，其物理層性能也不弱。可是，這致使的問題就是從設計成本上而言，802.11ah不低。也是前面說的，802.11ah是基於802.11ac的機制日後設計的，基於802.11ac的成本大體也可估計802.11ah的成本。而其餘大多數的物聯網協議而言，通常僅僅是爲了知足基本的預設條件，其也會致使其性能曲線比較中庸，可是能夠下降成本。
目前看到的WFA在推廣802.11ah，即hallow的時候，仍是比較強調其在給定的1km範圍內，性能綜合是最優的做爲賣點，若是成本也是可控的做爲賣點的話，那麼ah還算是有些潛力的吧，不過控制成本可能就須要具體IC作一些功能上的優化了。
那麼這裏預設中還存在一個問題，就是預設條件的覆蓋範圍只有1km，這個其實在IoT場景中並不算遠，不少狀況下都達不到用戶的需求。因此在802.11ah中還有一個潛在的假設就是AP級聯的場景，802.11ah的AP與AP經過無線進行橋接反饋信號到骨幹網上，在MAC層協議時候，咱們看到其相關設計就比較容易理解這一點了。
802.11ah和802.11af
在Sub-1G頻段下，802.11協議組還有一個協議叫作802.11af。802.11af使用的是Sub-1G頻段下對應的TVWS頻段，即TeleVision White Spaces頻段。802.11af和ah的設計初衷有點區別，802.11af的前身其實比較偏重於802.11h了，屬於相似認知網絡的一種，在TVWS頻段沒有別人使用的狀況下，能夠有效利用其進行無線傳輸，畢竟這個頻段往年也被稱爲黃金頻段。802.11af的設計範圍比802.11ah還要廣，能夠說是超大範圍的覆蓋了吧。可是其二者協議雖然有很大的差異，可是因爲其共處於Sub-1G的頻段，即便是開發者大多也沒法很好的區分它們，致使這兩個協議都沒有被很好的推廣出去。目前這幾篇文章主要仍是圍繞着802.11ah去談，關於802.11af又屬於一個坑了，之後再慢慢補了。
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