IEEE 802.11y-2008 - IEEE 802.11y-2008

IEEE 802.11y-2008 это поправка к IEEE 802.11-2007 стандарт что позволяет оборудованию для передачи данных работать с 802.11a протокол на равной первичной основе в диапазоне от 3650 до 3700 МГц, за исключением случаев, когда дедушка спутниковая земная станция.[1] IEEE 802.11y разрешен только как лицензированный диапазон. Он был одобрен к публикации IEEE 26 сентября 2008 г.

Задний план

В июне 2007 года была введена схема «облегченного лицензирования» в диапазоне 3650–3700 МГц.[2] Лицензиаты платят небольшую плату за общенациональную неисключительную лицензию. Затем они платят дополнительную номинальную плату за каждую развертываемую базовую станцию ​​высокой мощности. Ни клиентские устройства (которые могут быть стационарными или мобильными), ни их операторы не требуют лицензии, но эти устройства должны получать разрешающий сигнал от лицензированной базовой станции перед передачей. Все станции должны быть идентифицированы на случай, если они создают помехи для действующих операторов в этой полосе. Кроме того, существует требование, чтобы нескольким устройствам лицензиатов была предоставлена ​​возможность передачи в одной и той же области с использованием «протокола на основе конкуренции», когда это возможно. Если вмешательство между лицензиатами или включенными ими устройствами не может быть устранено с помощью технических средств, лицензиаты должны разрешить спор между собой.

особенности

Правила 3650 МГц позволяют зарегистрированным станциям работать на гораздо большей мощности, чем традиционное оборудование Wi-Fi (до 20 Вт эквивалентная изотропно излучаемая мощность ). Сочетание более высоких пределов мощности и усовершенствований, внесенных в MAC время в 802.11-2007, позволит разработать основанные на стандартах устройства 802.11, которые могут работать на расстоянии 5 км (3 мили) или более.

IEEE 802.11y добавляет к базовому стандарту 802.11-2007 три новых концепции:

Протокол на основе конкуренции (CBP) - В механизмы определения несущей и энергии 802.11 были внесены усовершенствования, чтобы соответствовать требованиям FCC для протокол на основе конкуренции.
Расширенное объявление о переключении каналов (ECSA) обеспечивает механизм для точка доступа для уведомления подключенных к нему станций о своем намерении сменить каналы или изменить полосу пропускания канала. Этот механизм позволит WLAN постоянно выбирать канал с наименьшим шумом и с наименьшей вероятностью возникновения помех. ECSA также обеспечивает другие функции помимо динамического выбора канала на основе характеристик качества и шума.
Например, в поправке 802.11y лицензированный оператор может отправлять команды ECSA на любые станции, работающие под их контролем, зарегистрированные или незарегистрированные. ECSA также используется в 802.11n. В реализации 802.11n D2.0 (которая поставляется и проходит тестирование Wi-Fi Alliance) переключение каналов 20 МГц и 40 МГц обеспечивается реализацией ECSA 11n PHY. Обратите внимание, что 802.11n определен для работы в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц, освобожденных от лицензии, но будущие поправки могут разрешить PHY 11n работать и в других диапазонах.
Включение зависимой станции (DSE) - это механизм, с помощью которого оператор расширяет и отменяет разрешение для устройств, освобожденных от лицензии (называемых зависимыми STA в .11y), на использование лицензированного радиочастотного спектра. По сути, этот процесс удовлетворяет нормативному требованию, которое диктует, что работа зависимой STA зависит от ее способности принимать периодические сообщения от базовой станции лицензиата, но DSE может быть расширен для других целей в отношении управления и координации каналов.
Некоторые из преимуществ DSE включают:
  • Разрешающая станция (также известная как базовая станция лицензиата) может быть или не быть точкой доступа, к которой подключается зависимая STA. Фактически, разрешающая станция может активировать как точку доступа, так и ее клиентов. Кроме того, несмотря на то, что зависимые STA должны по правилам принимать информацию от разрешающей станции по воздуху, от них не требуется передавать по воздуху для завершения процесса DSE. Зависимая STA может подключиться к ближайшей точке доступа на короткий период времени и использовать Интернет или некоторые другие средства для завершения процесса разрешения канала с разрешающей станцией. Эта гибкость снижает вероятность того, что зависимая STA вызовет помехи при попытке подключения к удаленной разрешающей станции.
  • Обеспечивается конфиденциальность и безопасность конечных пользователей, в то же время лицензиаты будут иметь информацию, необходимую для разрешения споров. Все устройства .11y передают уникальный идентификатор с целью устранения помех. Фиксированные станции высокой мощности и вспомогательные станции передают местоположение, из которого они работают, в качестве своего уникального идентификатора. Это местоположение также зарегистрировано в базе данных FCC, которая идентифицирует лицензиата. Зависимые STA транслируют местоположение станции, которая включила его, плюс уникальную строку, предоставленную активирующей станцией. Это гарантирует, что ответственная сторона, лицензиат, будет связаться для разрешения споров. Этот механизм также устраняет проблемы, связанные с широковещательной передачей зависимой STA своего местоположения. Требование, чтобы все устройства имели GPS или какие-либо другие средства проверки их местоположения, увеличило бы стоимость и сложность устройств, и это решение может быть неадекватным в помещении. Этот метод также устраняет опасения, что мобильные устройства, которые постоянно сигнализируют о своем местоположении, могут быть неправомерно использованы третьими сторонами для отслеживания местоположения пользователя.

За пределами диапазона 3650

Хотя область применения 802.11y была ограничена работой в диапазоне 3650–3700 МГц в США, были приняты меры, чтобы, если концепция легкого лицензирования была хорошо принята, не было необходимости запускать рабочую группу 3+ года процесс, чтобы устройства 802.11y могли работать в других странах или в других частотных диапазонах. В результате устройства 802.11 с небольшой лицензией смогут работать в любом канале 5, 10 или 20 МГц, который регулирующие органы предоставляют, просто добавляя записи в таблицы с информацией о стране и нормативной информации в приложениях I и J стандарта 802.11.

Другие потенциальные диапазоны для 802.11y включают:

4,9 ГГц - В 802.11-2007 были добавлены нормативные классы и размер канала, необходимые для поддержки распределения частот 4,9 ГГц в системе общественной безопасности США.[3] DSE и ECSA позволят частотным координаторам иметь динамический контроль над доступом к каналу.
5 ГГц - Регуляторы и производители оборудования продолжают спорить об эффективности динамический выбор частоты (DFS) как механизм, позволяющий избежать присутствия традиционных пользователей в диапазонах 5 ГГц. Например, Канада в настоящее время не сертифицирует оборудование стандарта 802.11 для использования в диапазоне 5600–5650 МГц, который используется некоторыми типами метеорологических радаров.[4] 802.11y может предоставить решение, которое позволит WLAN доступ к этим диапазонам. Во-первых, DSE можно использовать для создания запретных зон вокруг действующих пользователей; Во-вторых, в сочетании с DSE механизм идентификации устройства 802.11y позволяет устройствам, вызывающим помехи, отказывать в дальнейшем доступе к каналу в течение нескольких секунд.
Полосы-кандидаты IMT-Advanced (450–862, 2300–2400, 2700–2900, 3400–4200 и 4400–5000 МГц) - С 2003 г. Международный союз электросвязи (ITU) изучает потенциал передовых услуг IMT (также известных как системы, выходящие за рамки IMT-2000 или 4G ) для использования ряда частот от 450 до 5000 МГц для следующего поколения сотовой инфраструктуры. Эти системы будут способны передавать 100 Мб / с в мобильном режиме и 1000 Мбит / с в стационарном режиме. К сожалению, за исключением небольшого количества УВЧ спектр, который станет доступным после завершения перехода от аналог цифрового телевидения, эти полосы на частичной основе заняты существующими пользователями, которых нелегко переместить. Обширные исследования совместного использования показали, что сосуществование с устаревшим оборудованием в одной и той же зоне невозможно, поэтому традиционные подходы к лицензированию мобильной связи нецелесообразны. Тем не менее, академические исследования показали, что в любое время, даже в условиях плотной городской застройки, существует достаточно много неиспользуемого спектра в диапазонах-кандидатах.[5] Проблема заключается в том, что использование первичными службами в этих диапазонах может меняться со временем (как в случае с некоторыми радиолокационными системами) или варьироваться в зависимости от подканала в зависимости от местоположения (как в случае с телевизионными диапазонами). "белые пространства" ) 802.11y, наряду с продолжающимся развитием многодиапазонный радиотехнология, может обеспечить решение этой проблемы путем динамического предоставления доступа к каналу пользователям на основе основных методов избегания, местоположения и времени.
Следует отметить, что США не смогли принять единую позицию относительно пригодности диапазона 3650–3700 для IMT-advanced, и что ни одна из предложенных позиций, похоже, не признает правила FCC или работу по стандартизации, которая сделано на сегодняшний день.[6]

Приложения

  • Обратная связь для муниципальных сетей Wi-Fi
  • Промышленная автоматизация и управление
  • Кампусные и корпоративные сети
  • Беспроводной широкополосный доступ на последней миле
  • Фиксированная точка-точка ссылки
  • Фиксированная точка для мобильных ссылок
  • Сети общественной безопасности и охраны
  • Беспроводные общественные сети или Группы пользователей беспроводной сети

Нормативные документы и временная шкала 802.11y

  • В 1995 г. NTIA (согласно отчету OMB) предлагает «перевести» полосу частот от 3650 МГц до 3700 МГц в статус «смешанного использования».
  • Декабрь 1998: пресс-релиз FCC «Распределение 3650» объявляет об этом переходе от «первичного» к «смешанному использованию», 17 декабря 1998 г. (FCC Кеннарда .. см. FCC 98-337) [7]
  • Январь 1999: Спектр от 3650 до 3700 получает статус "смешанного использования" и становится доступным для нефедерального использования.
  • Апрель 2004 г .: Оригинальное NPRM от 23.04.2004 (FCC-04-100) от Powell's FCC .. Названное «Нелицензионная работа в диапазоне 3650–3700 МГц и др.». Это предлагаемые правила для максимального повышения эффективности использования диапазона 3650–3700 и стимулирования внедрения новых и современных услуг. [8]
  • Март 2005 г .: FCC выпускает отчет R&O (от EOT) от 16.03.2005 (FCC-05-56), в котором подробно описывается использование диапазона 3650 и озаглавлен «Беспроводные операции в диапазоне 3650–3700 МГц; Правила для Услуги беспроводной широкополосной связи в диапазоне 3650–3700 МГц » [9]
  • Март 2005: WNG 802.11 просит сформировать исследовательскую группу CBP (CBP-SG) для изучения возможностей, предоставляемых отчетом и приказом FCC о частоте 3650 МГц, а также меморандумом, заключением и приказом (FCC 05-56).
  • Ноябрь 2005: PAR и Пять критериев CBP-SG одобрены Исполнительным комитетом 802, создавшим Рабочую группу 802.11y.
  • Январь 2007: Голосование по первому письму получило более 75% одобрения от 802.11 WG.
  • Июнь 2007: Это MO&O FCC от 06.07.2007 от OET (FCC-07-99), в котором Комиссия рассматривает множество петиций о пересмотре и других заявок, которые явились результатом отчета и приказа FCC 05-56, см. Выше.[10]
  • Июнь 2007: Проект 3.0 получил 94% одобрения от 802.11 WG. [11]
  • Июль 2007: получено условное одобрение от Рабочей группы 802.11 и предоставлено Исполнительным комитетом на пересылку .11y спонсорскому бюллетеню.
  • Август 2007: последний в одностороннем порядке подан комментарий к процедуре 04-151 в ответ на NPRM и R&O FCC, описывающий операции в диапазоне 3650. Подано почти 450 комментариев.[12] См. WISPA[13] подача например.[14]
  • Ноябрь 2007: FCC через Универсальную систему лицензирования FCC начинает предоставлять средства, позволяющие нефедеральным операторам приобретать неисключительные общенациональные лицензии, позволяющие осуществлять лицензированные операции в диапазоне 3650. Позывные лицензиату присваиваются после утверждения заявки.
  • 21 декабря 2007 г .: Процесс голосования спонсоров IEEE / ISO начинается для поправки 802.11 к Стандарту с использованием проекта 7 поправки.
  • 5 июня 2008 г .: Начало последней 15-дневной рециркуляции бюллетеней для спонсоров (№4) для получения одобрения проекта 11 после небольшого редактирования пункта 17. Этот проект будет направлен в RevCom и Совет по стандартам IEEE SA для утверждения и публикации.
  • 26 сентября 2008 г .: P802.11y утвержден в качестве нового стандарта на заседании Совета по стандартам IEEE-SA, которое состоялось в этот день. Окончательный проект документа для поправки y направляется в отдел публикаций стандартов IEEE для подготовки к печати. Этот стандарт занял около 31 «недели участия» в течение 2,5 лет, чтобы составить и проголосовать 74 страницы и разрешить 1638 комментариев для этой поправки к базовому стандарту 802.11.

Таблица сравнения

IEEE 802.11 стандарты сети PHY
Частота
ассортимент,
или введите		PHYПротоколВыпуск
Дата[15]		ЧастотаПропускная способностьРучей скорость передачи данных[16]Допустимый
MIMO потоки		МодуляцияПриблизительно
ассортимент[нужна цитата ]
В помещенииОткрытый
(ГГц)(МГц)(Мбит / с)
1–6 ГГцDSSS / FHSS[17]802.11-1997Июнь 1997 г.2.4221, 2Нет данныхDSSS, FHSS20 м (66 футов)100 м (330 футов)
HR-DSSS[17]802.11bСентябрь 19992.4221, 2, 5.5, 11Нет данныхDSSS35 м (115 футов)140 м (460 футов)
OFDM802.11aСентябрь 199955/10/206, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
(для 20 Полоса пропускания МГц,
разделить на 2 и 4 на 10 и 5 МГц)		Нет данныхOFDM35 м (115 футов)120 м (390 футов)
802.11jНоя 20044.9/5.0[D][18][неудачная проверка ]??
802.11pИюль 2010 г.5.9?1000 м (3300 футов)[19]
802.11yНоя 20083.7[A]?5000 м (16000 футов)[A]
ERP-OFDM (и др.)802,11 гИюнь 2003 г.2.438 м (125 футов)140 м (460 футов)
HT-OFDM[20]802.11nОктябрь 2009 г.2.4/520До 288,8[B]4MIMO-OFDM70 м (230 футов)250 м (820 футов)[21][неудачная проверка ]
40До 600[B]
VHT-OFDM[20]802.11acДекабрь 2013520До 346,8[B]8MIMO-OFDM35 м (115 футов)[22]?
40До 800[B]
80До 1733,2[B]
160До 3466,8[B]
HE-OFDM802.11axСентябрь 2019 [23]2.4/5/620До 1147 г.[F]8MIMO-OFDM30 м (98 футов)120 м (390 футов) [Г]
40До 2294[F]
80До 4804[F]
80+80До 9608[F]
ммволнаDMG[24]802.11adДекабрь 2012 г.602,160До 6 757[25]
(6.7 Гбит / с)		Нет данныхOFDM, не замужем несущая, маломощная одноместная перевозчик3,3 м (11 футов)[26]?
802.11ajАпр 201845/60[C]540/1,080[27]До 15 000[28]
(15 Гбит / с)		4[29]OFDM, не замужем перевозчик[29]??
EDMG[30]802.11ayСтандартное восточное время. Май 2020 г.608000До 20 000 (20 Гбит / с)[31]4OFDM, не замужем перевозчик10 м (33 футов)100 м (328 футов)
Sub-1 IoT ГГцTVHT[32]802.11afФевраль 2014 г.0.054–0.796–8До 568,9[33]4MIMO-OFDM??
S1G[32]802.11ahДекабрь 20160.7/0.8/0.91–16До 8,67 (@ 2 МГц)[34]4??
2.4 ГГц, 5 ГГцWUR802.11ba[E]Стандартное восточное время. Сен 20202.4/54.060.0625, 0.25 (62.5 кбит / с, 250 кбит / с)Нет данныхОК (Мульти-несущая OOK)??
Свет (Li-Fi )ИК802.11-1997Июнь 1997 г.??1, 2Нет данныхPPM??
?802.11bbСтандартное восточное время. Июль 2021 г.60000-790000??Нет данных???
Стандартные свертки 802.11
 802.11-2007Март 2007 г.2.4, 5До 54DSSS, OFDM
802.11-2012Март 2012 г.2.4, 5До 150[B]DSSS, OFDM
802.11-2016Декабрь 20162.4, 5, 60До 866,7 или 6 757[B]DSSS, OFDM
  • A1 A2 IEEE 802.11y-2008 расширена работа 802.11a до лицензионного диапазона 3,7 ГГц. Увеличенные пределы мощности позволяют дальность действия до 5000 м. По состоянию на 2009 год, он лицензируется только в Соединенных Штатах FCC.
  • B1 Би 2 B3 B4 B5 B6 На основе коротких Защитный Интервал; стандартный защитный интервал на ~ 10% медленнее. Скорость широко варьируется в зависимости от расстояния, препятствий и помех.
  • C1 Для китайского регулирования.
  • D1 Для японского регулирования.
  • E1 Радио пробуждения (WUR).
  • F1 F2 F3 F4 Только для однопользовательских случаев, по умолчанию Защитный Интервал что составляет 0,8 микросекунды. Поскольку многопользовательский через OFDMA стал доступен для 802.11ax, они могут уменьшиться. Кроме того, эти теоретические значения зависят от расстояния линии связи, от того, находится ли линия в прямой видимости или нет, помехи и многолучевость компоненты в окружающей среде.
  • G1 По умолчанию Защитный Интервал составляет 0,8 микросекунды. Однако 802.11ax расширил максимально доступный Защитный Интервал до 3,2 микросекунды, чтобы поддерживать связь на открытом воздухе, где максимально возможная задержка распространения больше, чем в помещении.

использованная литература

  1. ^ "См. Файл FCC FCC-05-56A1.pdf, параграф 7, стр. 4" (PDF).
  2. ^ "FCC 07-99". Федеральная комиссия по связи США.
  3. ^ "802.11-2007". IEEE SA. Архивировано из оригинал на 2007-07-08. Получено 2007-07-30.
  4. ^ «Маломощное устройство радиосвязи, не требующее лицензии» (PDF). Промышленность Канады. Дополнительные требования к полосе 5600–5650 МГц: До дальнейшего уведомления устройства, подпадающие под действие этого Раздела, не должны обеспечивать передачу в полосе 5600–5650 МГц, так что погодные радары Министерства окружающей среды Канады, работающие в этой полосе, защищены.
  5. ^ Бродерсен, Боб (2004-11-01). «Мастерская по познанию» (PDF). BWRC. Получено 2007-07-30.
  6. ^ «FCC ИМЕЕТ КОММЕНТАРИИ К РЕКОМЕНДАЦИЯМ, УТВЕРЖДЕННЫМ КОНСУЛЬТАТИВНЫМ КОМИТЕТОМ НА ВСЕМИРНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ РАДИОСВЯЗИ 2007 ГОДА» (PDF). Федеральная комиссия по связи США.
  7. ^ «Комиссия предлагает выделить полосу 3650–3700 МГц для фиксированных служб; приостанавливает работу новых или основных модифицированных приложений земных станций». www.fcc.gov.
  8. ^ "Заявление председателя Майкла К. Пауэлла" (PDF).
  9. ^ "FCC-05-56A1.pdf" (PDF).
  10. ^ «FCC-07-99A1» (PDF).
  11. ^ "КРАТКИЙ ОТЧЕТ СОВЕЩАНИЯ IEEE 802.11 в июле 2007 г.". IEEE SA.
  12. ^ Поиск комментариев к полю FCC Искать по исходящей 04-151
  13. ^ "WISPA". www.wispa.org.
  14. ^ http://fjallfoss.fcc.gov/prod/ecfs/retrieve.cgi?native_or_pdf=pdf&id_document=6518404853
  15. ^ «Официальные сроки проекта рабочей группы IEEE 802.11». 26 января 2017 г.. Получено 2017-02-12.
  16. ^ «СЕРТИФИКАЦИЯ Wi-Fi n: сети Wi-Fi® с большей дальностью действия, большей пропускной способностью и мультимедийным уровнем» (PDF). Wi-Fi Альянс. Сентябрь 2009 г.[мертвая ссылка ]
  17. ^ а б Банерджи, Сурангсу; Чоудхури, Рахул Сингха. «О IEEE 802.11: Технология беспроводной локальной сети». arXiv:1307.2661.
  18. ^ «Полный набор стандартов беспроводной локальной сети: 802.11 a, b, g, j, n» (PDF).
  19. ^ Abdelgader, Abdeldime M.S .; Ву, Ленан (2014). Физический уровень стандарта связи IEEE 802.11p WAVE: спецификации и проблемы (PDF). Всемирный конгресс по инженерии и информатике.
  20. ^ а б Анализ пропускной способности Wi-Fi для 802.11ac и 802.11n: теория и практика
  21. ^ Белэнджер, Фил; Биба, Кен (31 мая 2007 г.). «802.11n обеспечивает лучший диапазон». Планета Wi-Fi. Архивировано из оригинал на 24.11.2008.
  22. ^ «IEEE 802.11ac: что это значит для тестирования?» (PDF). LitePoint. Октябрь 2013 г. Архивировано с оригинал (PDF) на 2014-08-16.
  23. ^ «Маршрутизаторы Wi-Fi 6: что можно купить сейчас (и в ближайшее время) | Руководство Тома». www.tomsguide.com.
  24. ^ "Стандарт IEEE для информационных технологий. Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Локальные и городские сети. Особые требования. Часть 11: Управление доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физический уровень (PHY). Поправка 3: Улучшения для очень высокой пропускной способности для Поддержка китайских диапазонов частот миллиметрового диапазона (60 ГГц и 45 ГГц) ». IEEE Std 802.11aj-2018. Апрель 2018. Дои:10.1109 / IEEESTD.2018.8345727.
  25. ^ «802.11ad - WLAN на 60 ГГц: введение в технологию» (PDF). Rohde & Schwarz GmbH. 21 ноября 2013 г. с. 14.
  26. ^ «Connect802 - Обсуждение 802.11ac». www.connect802.com.
  27. ^ «Понимание физического уровня IEEE 802.11ad и проблем измерения» (PDF).
  28. ^ "Пресс-релиз 802.11aj".
  29. ^ а б Хун, Вэй; Он, Шивен; Ван, Хайминг; Ян, Гуанци; Хуанг, Юнмин; Чен, Цзиксин; Чжоу, Цзяньи; Чжу, Сяовэй; Чжан, Няньчжу; Чжай, Цзяньфэн; Ян, Луси; Цзян, Чжихао; Ю, Чао (2018). «Обзор китайской системы беспроводной локальной сети миллиметрового диапазона с несколькими гигабитами». Операции IEICE по коммуникациям. E101.B (2): 262–276. Дои:10.1587 / transcom.2017ISI0004.
  30. ^ «IEEE 802.11ay: первый настоящий стандарт для широкополосного беспроводного доступа (BWA) через mmWave - технологический блог». techblog.comsoc.org.
  31. ^ Солнце, Роб; Синь, Ян; Абул-Магед, Усама; Кальцев, Георгий; Ван, Лэй; Ау, Эдвард; Кариу, Лоран; Кордейро, Карлос; Абу-Сурра, Шади; Чанг, Санхьюн; Таори, Ракеш; Ким, Тэён; О, Чонхо; Чо, ДжанГю; Мотодзука, Хироюки; Ви, Гай. «Беспроводные локальные сети P802.11». IEEE. стр. 2, 3. Архивировано с оригинал на 2017-12-06. Получено 6 декабря, 2017.
  32. ^ а б "802.11 Alternate PHYs A whitepaper by Ayman Mukaddam" (PDF).
  33. ^ Ли, Вукбонг; Квак, Джин-Сэм; Кафле, Падам; Тинглефф, Йенс; Ючек, Тевфик; Порат, Рон; Эрцег, Винко; Лан, Чжоу; Харада, Хироши (10.07.2012). «Предложение TGaf PHY». IEEE P802.11. Получено 2013-12-29.
  34. ^ Солнце, Вэйпин; Чой, Мунхван; Чхве, Сонхён (июль 2013 г.). «IEEE 802.11ah: WLAN 802.11 с большим радиусом действия на частоте менее 1 ГГц» (PDF). Журнал стандартизации ИКТ. 1 (1): 83–108. Дои:10.13052 / jicts2245-800X.115.

внешние ссылки