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快马加鞭为Wi-Fi找寻更多的频谱

当“Wi-Fi之父”维克·海耶斯(Vic Hayes)在1988年应当时就职的NCR公司的要求,开始为收银机寻找一种无线连接方法时,他无论如何也想不到他后来与贝尔实验室的布鲁斯·塔奇(Bruce Tu

作者 / Mark Miller L-com Global Connectivity公司产品司理

  Wi-Fi是如此之必要,以至于实际上不管身处何地,人们都随时带着支撑Wi-Fi功用的设备。可是,这也为Wi-Fi的未来开展带来了应战,这是因为Wi-Fi的频谱有限。总而言之,为了习惯未来数年必定增加的Wi-Fi事务,有必要为Wi-Fi分配更多的频谱。研讨标明,至少需求多分配500 MHz,并且当视频串流等运用的需求超出预期时,乃至或许需求多分配1700 MHz的频谱。那么,何处才有或许找到整个DC~1.7 GHz频段的平等代替物?

频谱的现状及未来开展趋势

  为Wi-Fi分配的新频率应该能组成接连频段,以至少可以敷衍未来Wi-Fi规范所需的160 MHz信道带宽。其间,第一项未来规范为802.11ax,其作业频率为2.4 GHz和5 GHz,估计在2019年付诸运用。关于如此宽的信道,窄碎频带的简略凑集或窄碎频带的载波聚合(无线运营商已做过该测验)均不可行。可是,尽管在值得考虑的频率处难以直接找到这么大的带宽,可是在必要时可以考虑运用载波聚合。

  Wi-Fi是一种免答应的服务,美国联邦通讯委员会(FCC)将其降格至专用于工业、科学和医学运用的ISM频段。惋惜的是,Wi-Fi首要运用的2400~2483 MHz频段现已彻底饱满。该频段是第一个用于Wi-Fi的频段,大部分Wi-Fi规范至今仍在该频段运转。该频段由Wi-Fi与包含微波炉、无绳电话、车库门敞开器以及婴儿监视器在内的一系列运用同享。由此可见,这一频段无法用作上述新频段。

  下一候选频段为802.11a、n、ac(以及未来近期的ax)选用的5.1~5.9 GHz频段,这一频段并未被现有服务充分运用,因而Wi-Fi有时机以同享的方法运用该频段。关于已参加及待参加的两边而言,同享频段都不是一件令人高兴的事,这是因为将搅扰控制在可控规模内是一项非常杂乱的使命,并且之前为数不多的此类测验的成果均差强人意。该使命要求在某个实体(一般为政府)的精心策划下施行对全国规模内每一设备进行监控的办理计划。值得欣喜的是,接下来将布置选用3.5 GHz频率以及迄今为止最先进的频谱分配服务器(SAS)的市民宽带无线电服务(CBRS)。

新方法

  根据上述考量,现在已有各种解决计划得到同意,处于开发进程中或已被提出。其间,许多计划将Wi-Fi的界说扩展至远远超出当今的经典界说,但在方针方面根本异曲同工。例如,尽管CBRS并不专门用于Wi-Fi,可是因为其称为“立异频段”,因而FCC在附加了若干约束的一起,依然对一切数字技能采纳开发情绪。举例而言,为了维护现有用户,两类新服务(授权和未授权)均不得对运转于该波段的水兵海岸雷达构成影响。授权用户相关于最底层(未授权)用户享用肯定维护,而最底层用户无任何维护。尽管如此,这些最低等级的用户仍可运用约80 MHz的频谱,并且在某些情况下还可运用更多的频谱,因而关于他们而言,仍不失为一种较有吸引力的计划。

  除此之外,还有上一年刚发布802.11ah等“Wi-Fish”规范。802.11ah称为“Wi-Fi HaLow”,运转于现在已被无绳电话、微波炉、工业射频体系及军用雷达占用的900~928 MHz ISM频段。802.11ah的方针在于运用该频率下的优异传达条件,以更小的射频功率完成大得多的掩盖规模,从而使网络可以完成农村地区的掩盖,并一起还将物联网考虑在内。

  除了上述之外,还有于2014年同意用于所谓的电视白色空间的802.11af规范,其运用的频段为随电视技能从模拟向数字改变而供给的54~790 MHz。802.11af经过认知无线电技能,确保这些新的“Wi-Fi”接入点和用户设备不会对数字电视和无线麦克风等现有服务构成搅扰。此外,其还选用地理位置数据库确认何种信道在特定的地址和时刻可供运用,并在必要时指令可构成搅扰的设备跳转至其他信道。802.11规范族还具有当时处于各种开发阶段的若干其他成员,这其间的大都选用毫米波频率,并规划用于特定用处。

  除了找寻频谱的使命之外,还需求考虑可使整个进程变得杂乱化的其他要素。例如,IEEE 802.11规范族反常杂乱,其触及包含每个规范的作业频率、功率水平、室内或室外(或两者兼有)环境、调制技能和其他差异特征、以及指明为了减小与附近服务产生搅扰的或许性而有必要采纳的进程的一长串约束和要求等在内的许多要素。802.11规范族不光包含11套不同的规范,并且还包含各种经过将若干规范组兼并参加数十条修订后构成的“兼并规范”(每个兼并规范都赋予独有的标号,例如,802.11q规范用于车载环境无线接入)。因而,对802.11规范研讨得越深,越会觉得自己选错了研讨方向。

  笔者以为,新的Wi-Fi 频谱的建立和验证需求对上述一切要素加以考虑,并且在或许的情况下,还需与其他国家和谐。关于每一候选频率规模,除了上述各要素之外,还需对其在传达特性上与Wi-Fi的合适性以及与不断改变的监管环境的习惯性加以考量。

  值得欣喜的是,人们已意识到这一问题,并正在为此支付极大尽力,以确保Wi-Fi不光依然为当今的首选衔接解决计划,并且还能应对未来之需。这一进程或许困难重重,但肯定为必要之举。(技能校正:L-com我国 杨勇)

  本文来源于《电子产品世界》2018年第4期第85页,欢迎您写论文时引证,并注明出处。

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