WiFi联盟一声”HaLow”让你尖叫不已？

    2016年一开始WiFi联盟就发布了“HaLow”这个商标。没错就是一个商标。然后，国内外众多网站、个人纷纷转发，说WiFi联盟发布了低功耗广域网络的新标准。电子产业、芯片产业、物联网、智慧城市、低功耗广域网络产业人士无不奔走相告，或感到振奋，或感到威胁，或感到好玩。总之，WiFi联盟一声吼，产业界已经尖叫不已了。然而，“HaLow”是什么，好像也没谁说清楚了，弄明白了。尖叫之后大家脑子还是一片空白。那到底是什么让我们尖叫？

    WiFi certified商标

    首先是WiFi联盟的影响力。“WiFi”代表一种技术体验，也是一个商标是一个联盟，但WiFi本身并不是标准。WiFi的所有标准都是IEEE成员制定的，这些标准包括:802.11a/b/g/n/ac/i/e/s ……，WiFi联盟在这些标准基础上开展WiFi认证，从而保证不同品牌的供应商的产品能够互操作，并有一致的体验。WiFi联盟在802.11系列标准和WiFi认证基础上使用WiFi certified等系列商标推广无线局域网络。WiFi联盟有超过600个成员，认证了25000个以上的产品，在全球有19个测试实验室。WiFi联盟是当今最有影响力的产业联盟之一，所以WiFi联盟一发声，大家还没搞清楚它说的是什么的时候，科技媒体、爱好者们都跟着尖叫，可见WiFi联盟影响力之大。

    其次是低功耗广域网络（LPWAN）的诱人前景。低功耗广域网络的概念近两年提出以后，获得产业界一致认可，迅速形成热点。各种标准、技术百家争鸣，业内为之振奋。物联网的概念提出这么多年，一直缺少一种低功耗、远距离、低成本的连接技术，这也是物联网应用推广并不顺利的原因之一。低功耗广域网络的出现，使业内重新确认了物联网2025年连接1000亿个物品的愿景。中国科学院计算机网络信息中心吴双力认为低功耗广域网络成为物联网愿景达成的关键因素。所以，所有低功耗广域网络的消息，大家都很关注。迅速传播也就不奇怪了。

    那这声“HaLow”到底意味着什么？“HaLow”是WiFi联盟为IEEE802.11ah标准进行认证和推广发布的商标。技术内容都在802.11ah标准中体现。802.11ah在2010年11月已经正式启动，截止2015年12月已经完成5版草案。预计2016年会发布正式标准。在物理层802.11ah主要是对802.11ah进行降频。一方面载波频率由2.4GHz、5GHz降低到1GHz以内（具体频段不同国家因为无线电管理分配政策会有不同）。利用1GHz频段更好的传输特性，增加传输距离和覆盖能力。另一方面物理层时钟频率降为802.11ac的1/10。与此对应，使用的频率带宽也变为1MHz,2 MHz, 4 MHz, 8 MHz和16 MHz 。传输模式上2Mhz（含）带宽的传输模式仍然沿用802.11ac的正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）。只是时钟频率变为802.11ac的1/10。1Mhz带宽的传输参数有所变化，其数据子载波并不是2Mhz的一半，而是使用两个相邻子载波承载一个符号从而提高传输可靠性，增加传输距离。在介质访问(MAC)层，802.11ah改进了现有协议的节点容量、功耗、介质访问机制、吞吐量。最大节点容量扩展到8192个，并分级为页、块、子块、节点。通过分页并引入非传输指示消息（non-TIM）节点，降低节点功耗。通过引入目标唤醒消息单元（TWT IE）和受限访问窗口（RAW）等机制，降低大量节点之间的竞争风险，避免竞争信道导致的延迟和冲突。通过大幅度压缩多种包格式提高了数据吞吐率。

    由此可见，802.11ah为低功耗广域网络应用开展了大量优化和长期工作。笔者认为在此基础上一声“HaLow”一鸣惊人、一呼百应也还是有道理的。只是很多人只听其声不见其人，甚是遗憾。

    不过，我们也不必“尖叫”太早。802.11ah标准即使2016年发布，还需要业界研发相应接入点（AP）、节点（station）和应用产品。真正商用正如WiFi联盟所说，会在2018年之后。相对于有些低功耗广域网络标准还是略微滞后了。不过比3GPP最近才达成共识的NB-IoT还是会更早商用。802.11ah厚积薄发，以后在低功耗广域网络的角色值得期待。可以预计802.11ah将会在速率要求较高的物联网场景、其他传感网络的后传链路、远距离无线局域网等场景得到应用。然而，由于802.11ah自身的传输模式（OFDM和MIMO）导致收发机效率不高、结构复杂、处理算法复杂。其相对于LoRa等低功耗广域网络技术并不会有很大优势。同时其传输距离也只有1000米左右，所以802.11ah不会走的更“远”。中国科学院计算机网络信息中心吴双力认为802.11ah应该是与其他低功耗广域网络标准配合构成完整物联网网络。

    正如之前所说，国内物联网喊的早，做的多，声音大。然而以混乱“尖叫”并无信息的“噪音”为主，实际上核心技术缺乏，这些年积累有限。“HaLow”的一鸣惊人也给我们很多启示：核心技术是长期专注研发的结果；产业体系的形成是共同贡献和分工的结果；话语权的获得是技术领先和产业链合作的结果。中国技术和产业界在这方面临渊羡鱼不如退而结网。如果这个过程中要用到中国智慧的话，不妨个人和公司就学习曾国藩“结硬寨，打呆帐”——练好内功，步步为营；行业和组织就学习儒家“求和合，尚大同”——积极贡献，有所取舍，打造竞争和活跃的产业链，真正以产业的视角为社会贡献产品。(作者为中国科学院计算机网络信息中心高级工程师)