WiFi HaLow让电池省电的9个设计秘密

Wi-Fi HaLow的特点，除了传输距离远(参考EDN报道《为什么Wi-Fi HaLow的覆盖范围可以超过1公里？》)，就是低功耗省电了，但是你知道为什么HaLow能省电吗？IEEE 802.11ah 是通过指定的各种复杂的睡眠模式，使 HaLow 设备能够长时间保持极低功耗状态，从而节省电池能量：xD0ednc

1. 目标唤醒时间 (Target wake time ：TWT)：这允许站点 (station：STA) 和接入点 (access point：AP) 预先安排睡眠 STA 唤醒并侦听信标的时间。
2. 受限访问窗口 (Restricted access window：RAW)： AP 可以向一部分 STA 授予权限以传输其数据，而其他人则被迫休眠、缓冲非紧急数据或两者兼而有之。
3. 扩展的最大基本服务集 (basic service set ：BSS) 空闲：这将 STA 的允许空闲时间延长至五年。
4. 分层流量指示映射 (traffic indication mapping：TIM)：按组对 TIM 进行更有效的编码可以节省信标的广播时间。
5. 短 MAC 标头（headers）：这减少了标头开销、广播时间和功耗，并释放了频谱。
6. 空数据 PHY 协议数据单元 (Null data PHY protocol data units：NPD)：这将类似 MAC 的 ACK/NAK 嵌入到 PHY 层以减少时间和功耗。
7. 短信标：频繁发送短（有限）信标以同步 STA，而较少发送完整信标。
8. BSS 着色：颜色分配指示特定 AP 的 BSS 组，而 STA 可以忽略其他颜色。
9. 双向 TXOP (Bidirectional TXOP：BDT)（以前称为速度帧）： 当 STA 醒来发现存在用于传输的上行链路和下行链路帧时，这会减少介质访问的次数。BDT 在物理层协议数据单元 (PPDU) 的信号 (SIG) 字段中使用响应指示来增加对第三方 STA 传输的 TXOP 持续时间保护。

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该协议的高效睡眠和电源管理模式支持物联网设备的多年电池运行，以及各种灵活的电源和电池尺寸选项，从在纽扣电池上运行的短距离物联网设备到更高功率、更远距离（超过 1 公里）的电池应用。xD0ednc

与 2.4 GHz 和 5 GHz 频段中的 Wi-Fi 协议相比，该协议的 sub-GHz 窄带信号传输距离更远且能量更少，因此每单位能量传输的比特数更多。xD0ednc

因此，Wi-Fi HaLow 芯片所需的功率仅为传统 Wi-Fi 芯片的一小部分。xD0ednc

虽然传统 Wi-Fi 的更高数据速率使用户能够使用 2.4-、5- 和 6-GHz 频段的宽频道流式传输高清视频内容并快速下载大量文件，但这些 Wi-Fi 连接的有效距离很短，它们会很快耗尽电池电量。xD0ednc

因此，需要频繁充电或更换电池，或者理想情况下需要连接主电源。xD0ednc

由于这些原因，Wi-Fi HaLow 是功率受限的物联网设备的更好选择，这些设备需要达到更长的距离并依靠电池供电运行多年，同时仍能提供每秒数兆比特的数据吞吐量。xD0ednc
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