IEEE 802.11af - IEEE 802.11af
IEEE 802.11af , auch als White-Fi und Super Wi-Fi bezeichnet , ist ein drahtloser Computernetzwerkstandard der 802.11- Familie, der den Betrieb eines drahtlosen lokalen Netzwerks (WLAN) im TV -Weißraumspektrum in den VHF- und UHF- Bändern zwischen . ermöglicht 54 und 790 MHz. Der Standard wurde im Februar 2014 genehmigt. Kognitive Funktechnologie wird verwendet, um ungenutzte Teile von TV-Kanalbandzuweisungen zu übertragen, wobei der Standard Maßnahmen zur Begrenzung von Störungen für Hauptbenutzer wie analoges Fernsehen, digitales Fernsehen und drahtlose Mikrofone ergreift.
Physikalische Schicht
Die physikalische (PHY) Schicht in 802.11af basiert auf dem Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Schema, das in 802.11ac spezifiziert ist . Die Ausbreitungsdämpfung sowie die Dämpfung durch Materialien wie Ziegel und Beton sind im UHF- und VHF-Band geringer als im 2,4- und 5-GHz-Band, was die mögliche Reichweite gegenüber 802.11 a/b/g/n/ac . erhöht . Die Frequenzkanäle sind je nach Regulierungsbereich 6 bis 8 MHz breit. Bis zu vier Kanäle können entweder in einem oder zwei zusammenhängenden Blöcken verbunden werden. Der MIMO-Betrieb ist mit bis zu vier Streams möglich, die entweder für den Raum-Zeit-Blockcode- (STBC) oder den Mehrbenutzer- (MU-MIMO)-Betrieb verwendet werden.
Datenraten
Die erreichbare Datenrate pro Spatial Stream beträgt 26,7 Mbit/s für 6- und 7-MHz-Kanäle und 35,6 Mbit/s für 8-MHz-Kanäle. Bei vier Spatial Streams und vier Bonded-Kanälen beträgt die maximale Datenrate 426,7 Mbit/s in 6- und 7-MHz-Kanälen und 568,9 Mbit/s in 8-MHz-Kanälen. GI (Guard Interval): Timing zwischen Symbolen
| Datenrate pro Spatial Stream (Mbit/s) | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MCS- Index |
Modulationstyp |
Coding Rate |
6- und 7-MHz-Kanäle | 8-MHz-Kanäle | ||||||||
| 6 µs GI | 3 µs GI | 4,5 µs GI | 2,25 µs GI | |||||||||
| 0 | BPSK | 1/2 | 1,8 | 2.0 | 2.4 | 2.7 | ||||||
| 1 | QPSK | 1/2 | 3.6 | 4.0 | 4,8 | 5.3 | ||||||
| 2 | QPSK | 3/4 | 5,4 | 6.0 | 7.2 | 8.0 | ||||||
| 3 | 16-QAM | 1/2 | 7.2 | 8.0 | 9,6 | 10.7 | ||||||
| 4 | 16-QAM | 3/4 | 10.8 | 12.0 | 14,4 | 16.0 | ||||||
| 5 | 64-QAM | 2/3 | 14,4 | 16.0 | 19.2 | 21,3 | ||||||
| 6 | 64-QAM | 3/4 | 16,2 | 18.0 | 21,6 | 24,0 | ||||||
| 7 | 64-QAM | 5/6 | 18.0 | 20,0 | 24,0 | 26,7 | ||||||
| 8 | 256-QAM | 3/4 | 21,6 | 24,0 | 28,8 | 32,0 | ||||||
| 9 | 256-QAM | 5/6 | 24,0 | 26,7 | 32,0 | 35,6 | ||||||
Spektrumregelung
Zugangspunkte und Stationen bestimmen ihre Position mit Hilfe eines Satellitenpositionierungssystems wie GPS und verwenden das Internet, um eine Geolocation-Datenbank (GDB) abzufragen, die von einer regionalen Regulierungsbehörde bereitgestellt wird, um herauszufinden, welche Frequenzkanäle zu einer bestimmten Zeit und Position zur Nutzung verfügbar sind.
In den Vereinigten Staaten erlaubt die Federal Communications Commission (FCC) den TV-Leerraumbetrieb in 6-MHz-Kanälen zwischen 54 und 698 MHz in den TV-Kanälen 2, 5, 6, 14–35 und 38–51, wobei die Geolokalisierungsdatenbank die Nutzung zulässt für bis zu 48 Stunden. Für Mobilstationen ist die zulässige Sendeleistung auf 100 mW pro 6-MHz-Kanal oder 40 mW festgelegt, wenn ein Nachbarkanal von einem Hauptbenutzer verwendet wird.
In der Europäischen Union erlauben das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) und Ofcom den TV-Whitespace-Betrieb in 8-MHz-Kanälen zwischen 490 und 790 MHz, wobei die GDB eine Nutzung von bis zu 2 Stunden erlaubt. Die zulässige Sendeleistung wird dynamisch pro Station festgelegt, basierend auf Faktoren, einschließlich der geografischen Entfernung zum nächsten Hauptbenutzer in der gegebenen Frequenz. Bei diesem geschlossenen Regelkreis muss jede Station ihre Position melden, nachdem ein Timer abgelaufen ist oder sie sich 50 m oder mehr bewegt hat, und die Übertragung innerhalb von 5 s beenden, wenn sie dazu aufgefordert wird. Im Vergleich zum Open-Loop-Schema, das von der FCC verwendet wird, ist das Closed-Loop-Schema, das von ETSI und Ofcom verwendet wird, granularer und ermöglicht eine effizientere Frequenznutzung.
Vergleich mit 802.11ah
IEEE 802.11ah ist ein weiterer WLAN-Standard für den Betrieb unter 1 GHz, der von der IEEE entwickelt wird. Im Gegensatz zu 802.11af arbeitet es in unlizenzierten Bändern. Die Hauptanwendung soll in Sensornetzwerken liegen.
Vergleich mit 802.22
Neben 802.11af hat das IEEE einen weiteren kognitiven Weißraum- Funkstandard, 802.22 , standardisiert . Während 802.11af ein Wireless-LAN-Standard für Reichweiten bis zu 1 km ist, ist 802.22 ein Wireless Regional Area Network (WRAN)-Standard für Reichweiten bis zu 100 km. Die Koexistenz zwischen den Standards 802.22 und 802.11af kann entweder auf zentralisierte oder verteilte Weise und basierend auf verschiedenen Koexistenztechniken implementiert werden.