《麻省理工科技評論 MIT Tech》8/1
* 【改善空氣污染能降低患阿茲海默症風險】
根據 7/26 日在美國丹佛舉行的 2021 年阿茲海默病協會國際會議上發佈的多項研究報告,改善空氣污染會改善認知功能,降低阿茲海默症風險。此前報告曾顯示,長期暴露於空氣污染與阿爾茨海默病相關腦斑有關。而此次會議是第一次累計證據表明,減少污染,特別是空氣中的細顆粒物和燃料燃燒產生的污染物,與降低全因失智症和阿茲海默症風險有關。
* 【MIT科學家研究了如何減少一次性口罩對環境的影響】
據估計,COVID-19大流行期間每天產生多達7200噸的醫療廢物,其中大部分是一次性口罩。近日,麻省理工學院(MIT)的一項新研究指出,通過採用可重復使用的口罩可以大大減少這一損失,該研究計算了幾種不同的口罩使用方案的財務和環境成本。研究人員表示,完全可重復使用的硅膠N95口罩能更大程度地減少浪費,而他們現在正致力於開發這種新型口罩。目前,這項研究已經刊登在《British Medical Journal》上。
* 【新發明的的尿液或血液測試方法可以發現腦腫瘤】
劍橋大學的醫學研究人員開發了兩種新的測試方法,能夠檢測最惡的腦癌膠質瘤。使用新開發的測試可以在病人的尿液或血漿中檢測到腫瘤,這也是世界上第一個此類測試方式。
* 【歐洲科學家開發出可低成本製造發光材料的新技術】
劍橋大學和慕尼黑工業大學領導的研究人員發現,通過將一種材料的每 1000 個原子中的一個換成另一個,他們能夠將一種被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發光體的發光能力提高兩倍。該發現有益於製造更有效的低成本發光材料,這些材料具有柔性,並可使用噴墨技術列印。相關研究發表於《美國化學會志》。
* 【哈佛科學家發起伽利略項目,致力尋找宇宙中的外星科技文明】
哈佛帶領的一支科學家團隊,已經發起了一個旨在宇宙中尋找外星生命證據的伽利略項目(Galileo Project)。結合地面望遠鏡、人工智能等方案,這項研究將著重於外星智能的物理例證,而不是源自遙遠文明的電磁信號。
* 【科學家發現潛在療法能提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力】
近日,南安普敦大學和米蘭國家分子遺傳學研究所的研究人員發現了一種潛在的治療方法,可以提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力。研究人員表示,他們已經確定了一種限制調節免疫系統的一組細胞的活動的方法,這反過來可以釋放其他免疫細胞來攻擊癌症患者的腫瘤。目前,這項研究已經發表於《PNAS》。
* 【美國研究團隊在太陽能制氫方面獲得新突破】
數十年來,世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來制氫的關鍵反應方法,即如何將水分子分解成氫氣和氧氣。儘管大多數努力以失敗而告終,且少數成果也面臨著成本過高的尷尬。德克薩斯大學奧斯汀分校的一支研究團隊,還是設法找到了一種通過厚二氧化硅層來創建導電路徑的方法來有效從水中分離氧分子。該方案能夠低成本地運用,並擴展到大批量生產流程中。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《Nature Communications》期刊上。
* 【現近 20% 的原始森林景觀與採礦、石油和天然氣等採掘業特許地相重疊】
國際野生生物保護學會(WCS)和世界自然基金會(WWF)的一項新研究顯示,近 20% 的熱帶原始森林景觀(IFLs)與採礦、石油和天然氣等採掘業的特許地相重疊。重疊的總面積約為97.5萬平方公里,大約相當於埃及的面積。採掘業特許地與熱帶國際森林公園重疊最多,佔總面積的 11.33%,而石油和天然氣特許地的重疊面積佔總面積的 7.85%。該研究發表在《森林與全球變化》上。
* 【MIT研究人員用紅外攝像機和人工智能來預測「沸騰危機」】
最近,麻省理工學院(MIT)核科學與工程系的研究人員,通過訓練一個神經網絡模型來預測「沸騰危機」。研究人員表示,該模型能夠從具有不同形態和潤濕性(或吸濕性)的表面上的氣泡動力學的高分辨率紅外測量中預測沸騰危機的餘量(即偏離核沸騰比,DNBR)。這項研究成果或將應用於冷卻計算機芯片和核反應堆。目前,該研究已經發表於《Applied Physics Letters》。
* 【英國研究人員使用一種創新方法來「逆轉」與年齡有關的記憶衰退】
英國研究人員的一項新研究提出了一種創新的方法來治療與年齡有關的記憶衰退。臨床前研究顯示,通過「操縱」大腦中被稱為神經元周圍基質網絡(PNNs)的結構組成,可以逆轉衰老小鼠的記憶衰退。
* 【中國科學家利用簡單的 RNA 微調讓馬鈴薯和水稻產量提高 50%】
北京大學的研究小組將一種叫做 FTO 的單一基因插入到馬鈴薯和水稻植株中。由此產生的植物是更有效的光合作用者,這意味著它們長得更大,產量也更高 —— 在實驗室中產量提高了 3 倍,在田間產量提高了 50%。它們還能長出更長的根系,這有助於它們更好地忍受乾旱。
* 【歐盟提出一攬子應對氣候變化方案】
歐盟委員會近日提出應對氣候變化的一攬子計劃提案,旨在實現到 2030 年歐盟溫室氣體淨排放量與 1990 年的水平相比至少減少 55%,進而到 2050 年實現碳中和的目標。這份提案涉及交通、能源、建築、農業和稅收政策等諸多領域,具體內容包括收緊現有碳排放交易體系,增加可再生能源的使用,提高能源效率,盡快推出低碳運輸方式及相關配套基礎設施和燃料,制定與脫碳目標相一致的稅收政策等。
* 時間晶體即將誕生?當地時間 7 月 28 日,谷歌在一篇預印本論文中表示,其首次使用 「懸鈴木」 (Sycamore)量子計算機創造出了 「真正的時間晶體」。
參與該研究的科學家超過 80 人,分別來自Stanford 大學、普林斯頓大學、MIT 和德國德累斯頓馬普固體化學物理學研究所(德累斯頓)等科研院所,論文標題為《在量子處理器上觀測時間晶體的本徵態序》(Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor )。
* 【新分子圖譜揭示腦細胞發育軌跡】
瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員首次繪制了胚胎大腦細胞在成熟過程中遵循的遺傳和發育軌跡。這份分子圖譜不僅可幫助人們識別與神經發育狀況有關的基因,確定腦癌中惡性細胞的來源,還可以作為評估實驗室中乾細胞產生的腦組織的參考,同時能改進神經退行性疾病的細胞替代療法。相關研究發表在近日的《自然》雜誌上。
* 【液體填充光纖設計可實現更可靠的數據傳輸】
瑞士 Empa 研究所的研究人員開發了一種光纖,該光纖由連續的液體甘油芯和透明含氟聚合物護套組成。這種光纖以光脈衝的形式傳輸數據的能力跟固體塑料光纖差不多,另外它還擁有更高的抗拉強度。
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0720新加坡聯合早報
*【病例激增之際如期解封 “自由日”英民眾喜憂參半】
英國政府在質疑聲中如期於週一落實英格蘭地區最後階段的“解封”計畫。可是,由於近日當地冠病確診病例大增,很多民眾對於解封其實是半喜半憂。受訪的新加坡人都表示會密切關注疫情,繼續儘量做好防護工作。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210720-1171184
*【專家:英國解封單日病例或激增至20萬起】
儘管英國新增冠病確診病例持續處於高位,但英格蘭地區仍按計劃于週一全面解封,專家警告,這可能導致英國單日病例在今年內激增至20萬起,對醫療體系造成嚴重衝擊。協助制定英國封鎖策略的帝國理工學院流行病權威專家Neil Ferguson說,英國雖已有約半數人口完成兩劑冠病疫苗接種,但解封行動“幾乎不可避免”會導致每日確診病例增加10萬起、住院病例增加1000起,甚至是更多。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210720-1171188
*【英國60%冠病住院病人沒有接種冠病疫苗】
英國首席科學顧問Patrick Vallance說,60%因冠病而進入英國醫院的人都沒有接種冠病疫苗。路透社報導,Patrick Vallance早前與首相強森一起出席記者會時,誤指60%的住院冠病患者已接種兩劑冠病疫苗。Patrick Vallance事後在推特上說:“我要糾正我在記者會上提供的統計數字,我說60%的冠病住院病人接種了兩劑冠病疫苗,其實是約60%的冠病住院病人還沒有接種冠病疫苗。”
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171287
*【9月底開始 進入英格蘭夜店等大型場所須完成疫苗接種】
英國首相強森說,從9月底開始,進入夜店和其他人潮擁擠的場所將必須出示完成冠病疫苗接種證明。英格蘭19日解除封鎖,大量追求玩樂者出席了冠病大流行爆發以來的首場現場演唱會。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171279
*【法國進入第四波疫情 健康通行證擴大使用範圍】
法國已進入第四波冠病疫情。法國政府宣佈調整抗擊疫情的新計畫,擴大健康通行證使用範圍,但下調首次違規罰款並把罰款生效日期延後。法國政府發言人阿塔爾在內閣會議結束後表示,法國政府將推進應對冠病疫情的新計畫,以應對第四波疫情。依照法國的計畫,從8月開始,進入廣泛場所必須出示健康通行證,而醫護人員得強制接種冠病疫苗。健康通行證證明持有人已完成冠病疫苗接種、在近期取得冠病檢測陰性結果或是冠病康復者。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171285
*【哈芝節恐擴大傳染印尼促回教徒嚴防疫】
印尼昨日新增死亡病例1338起,是單日新高,累計死亡病例逾7萬起。副總統馬魯夫呼籲回教組織在哈芝節期間,遵守防疫規定,嚴防助長冠病傳播。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210720-1171208
*【新加坡應印尼要求 每週供給500多公噸氧氣至8月】
印尼6月中以來冠病確診病例節節攀升,當地醫院急需氧氣供應。根據新加坡外交部文告,四個裝有80公噸液氧的ISO集裝罐,昨天抵達印尼首都雅加達的丹戎不碌港,下一批則安排在一周後運送。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210720-1171209
*【專家:印尼或成世界疫情震中】
最早在印度發現的Delta變種冠病病毒肆虐,東南亞多國的確診病例節節上升,其中印尼已連續四天新增病例數超過印度和巴西,有專家指出,印尼幾乎成為世界疫情的震中。印尼在連續四天單日新增確診破5萬後,18日和19日出現回落,週一通報新增超過3萬4000起確診病例。但不少醫學專家們認為印尼的實際病例資料被嚴重低估了。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171153
*【泰收緊防疫 更多地方劃入“高度嚴控區” 】
泰國政府進一步收緊防疫限制,從明天起,更多地區劃入“高度嚴控區”,而且限制措施也更嚴厲。泰國冠病防疫中心宣佈,高度嚴控區週三起擴大到另三府,擴大後的範圍包括曼谷及12個府。這些地區的公共交通上僅允許50%的載客量,以防病毒傳播。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210720-1171212
*【泰國“高度嚴格管控區”公共交通將減少50%的載客量】
泰國政府宣佈,自20日起將“高度嚴格管控區”的範圍再擴大三府,擴大後的範圍包括曼谷及12府,自21日起,這些“高度嚴格管控區”內公共交通僅允許50%的載客量,以遏制冠病的傳播。泰國民航局也宣佈,將從21日起暫停進出高風險地區的商業航班,其他國內航班載客率也將控制在50%以內。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171155
*【依斯邁沙比里: 馬國哈芝節後對已打兩劑疫苗者及商界鬆綁】
冠病確診病例連續七天破萬,但馬來西亞主管防疫事務的副首相依斯邁沙比里說,政府將在哈芝節之後宣佈對完成接種兩劑疫苗者及商業領域放寬行動限制。他昨日在國防部出席一項活動後對媒體說,技術委員會目前正在研究相關細節,譬如可放寬哪些人及商業領域的限制等。
https://www.zaobao.com.sg/news/sea/story20210720-1171213
*【美國女子體操運動員確診冠病 原定搬往奧運村】
據日本NHK電視臺19日消息,日本千葉縣印西市市政府公佈消息稱,為參加東京奧運來該市集訓的一名美國女子體操運動員確診感染冠病。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171158
*【文在寅不出席東京奧運 韓日首腦會晤告吹】
據韓聯社消息,韓國青瓦台與民溝通首席秘書朴秀賢表示,總統文在寅不會在東京奧運期間訪問日本。韓日首腦藉此機會舉行會談的可能性由此告吹。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171152
*【奧運防疫專家:陽性病例比預想中要低 奧運村依舊安全】
為國際奧會擔任防疫顧問的獨立專家組首席專家麥克洛斯基19日在有關《防疫手冊》的新聞發佈會上表示,東京奧運會入境人員中出現陽性病例在意料之中,這些被感染者在確診後迅速被轉移並隔離,因此奧運村依然安全。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171150
*【未解決根本問題 葉倫:川普對華徵收關稅做法欠深思】
美國財長葉倫接受《紐約時報》採訪時表示,對中國徵收關稅在某些情況下傷害了美國的消費者,而上一任政府談判達成的協定類型,在許多方面並未真正解決美國與中國之間的根本問題。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210720-1171185
*【德國洪水災情嚴重 或衝擊9月大選選情】
德國西部洪災奪走超過150條人命,災情慘重使當地人質疑國家天氣預警系統無法保障人民安全,並可能衝擊9月舉行的大選。德國、荷蘭、比利時、盧森堡等西歐多國近來暴發大規模洪澇災害,其中德國受災最嚴重。許多受影響的德國居民說,儘管氣象部門對豪雨和暴洪發出預警,但洪水水位上升速度令人措手不及,造成的破壞超乎想像。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210720-1171186
*【德國總理梅克爾:水災極其恐怖承諾援助重建】
德國發生嚴重水災,至今已經造成165人死亡,剛剛結束訪美行程的德國總理梅克爾到訪災情嚴重的萊因-法耳次州東南部小鎮後,形容洪災規模超出現實想像、極其恐怖,承諾將從短期和中長期向受災地區提供重建援助。梅克爾指,德國是一個強大的國家,將抗禦住自然的破壞力,又請求國民為災區人民捐款。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171129
*【新研究:氣候變化將給歐洲帶來更多強降雨天氣】
歐洲多地持續暴雨引發洪澇災害,沖毀大量房屋和道路,致使上百人遇難。英國紐卡斯爾大學和英國氣象局的一項新研究發現,受氣候變化影響,未來產生強降雨的風暴在歐洲發生的頻率可能會顯著增加。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171121
*【美國禁止獲北京支持學者 參與政府資助研究項目】
美國國會正試圖阻撓中國在美國招募科學家和學者等人才。這是華盛頓為應對北京日益增長的影響力所採取的舉措之一。美國眾議院最近通過一項議案,將禁止那些獲得北京支持的科學家和學者,參與美國資助的研究項目。
https://www.zaobao.com.sg/news/world/story20210720-1171187
*【中國使館要求挪威就網路攻擊事件提供證據】
挪威稱,今年3月發生的國會電郵系統網路攻擊事件來自中國,並呼籲中國執法單位採取措施,防止類似事件再次發生。中國駐挪威大使館回應時說,他們已要求挪威提供有關證據,並期待挪威答覆。挪威外交部聲稱,該國情報部門的調查顯示,在中國境內的人士發動了此次網路攻擊,而挪威的幾個盟友、歐盟和微軟也證實了這一點。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210720-1171288
*【歐盟北約指責惡意網路活動 中國:無事實證據】
中國駐歐盟使團批評歐盟及北約發表聲明指中國惡意網路活動,破壞了世界上數以千計的電腦和網路,是一種充滿臆測和無端指責的說法。使團發言人在官網上說:“歐盟和北約上述聲明缺乏任何事實和證據,充滿了臆測和無端指責,中方對此表示強烈不滿和堅決反對。”
https://www.zaobao.com.sg/realtime/china/story20210720-1171286
*【美國國防部長將訪問越南和菲律賓】
美國國防部發言人柯比表示,奧斯丁將通過此次訪問“表明拜登-賀錦麗政府對東南亞和東協作為印太架構重要組成部分的重視”。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171272
*【冠病疫情擔憂打壓美股 道指跌逾700點】
Delta變種病毒導致冠病確診病例激增,使投資者擔心全球經濟復甦可能受影響,美國股市19日大幅收跌,道指下跌逾700點。道瓊工業指數下跌725.81點,跌幅2.09%,收在33962.04點;納指跌152.25點,跌幅1.06%,收在14274.98點;標普500指數跌68.67點,跌幅1.59%,收在4258.49點。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171269
*【經濟學家預期美國經濟增速二季度已見頂】
美國《華爾街日報》公佈的一項調查顯示,多數經濟學家預期美國經濟增長速度已在第二季度達到頂點,財政刺激政策和疫情防控措施放寬給經濟帶來的提振作用正在逐漸減弱。美國商務部定於本月下旬公佈第二季度經濟資料。根據《華爾街日報》7月開展的調查,經濟學家普遍預計,二季度美國國內生產總值(GDP)按年率計算增長9.1%,經濟總量恢復至疫情前水準。
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210719-1171125
*【美司法部禁止檢察官獲取記者通信記錄】
在此之前有消息指,美國前總統川普領導下的司法部利用傳票獲取記者和其他人的通信記錄,試圖找出政府中的洩密人。拜登政府說過,將停止這種極具爭議的做法。加蘭在司法部領導層和聯邦檢察官的備忘錄中表示,“司法部不再利用強制性的法律程式來獲取新聞媒體在新聞採集活動中的資訊或記錄。”
https://www.zaobao.com.sg/realtime/world/story20210720-1171268
工業氧氣醫療氧氣 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的精選貼文
IoT的快速發展迫使人們重新思考傳統Wi-Fi,Wi-Fi HaLow與傳統Wi-Fi有何不同?
TECHSUGARTECHSUGAR 發表於 2021年6月22日 15:00 2021-06-22
Wi-Fi就像是我們互聯世界的氧氣,是當今最普遍的無線網路協議,承載了超過一半的網際網路流量。「Wi-Fi 是一個通用術語,指的是經過二十多年發展而成的802.11協議家族。Wi-Fi聯盟是推動Wi-Fi應用和發展的組織,該組織用數字命名法,簡化了常用的幾代Wi-Fi名稱,例如,Wi-Fi 4 = 802.11n、Wi-Fi 5 = 802.11ac 、Wi-Fi 6 = 802.11ax。您正在家裡或工作場所使用的,很有可能就是這些類型的Wi-Fi。
儘管Wi-Fi 4/5/6無處不在,但物聯網(IoT)的快速發展,迫使人們重新思考傳統Wi-Fi,揭示技術差距,重新定義802.11協議在現今超低功耗物聯網設備的無線連接世界中應該發揮的作用。物聯網和機器對機器(M2M)應用,對遠端連接和低功耗的更高要求,促使人們需要另一種為物聯網而最佳化的Wi-Fi。
Wi-Fi HaLow(發音為HEY-low)協議,透過提供超低功耗的無線解決方案,填補了這一空白,與傳統Wi-Fi相比,該方案可以在更遠的距離和更低的功耗下,連接更多的物聯網設備。該協議於2016年得到了IEEE 802.11ah任務組的批准,被Wi-Fi聯盟稱為Wi-Fi HaLow。
Wi-Fi HaLow本質上是一款低功耗、遠距離、多用途的Wi-Fi版本,在免許可的1 GHz頻譜下運行。Wi-Fi HaLow標準結合了能效、遠端連接、低延遲、高解析度影片品質數據速率、安全功能和本地IP支持,是無線連接、電池供電的物聯網設備的理想協議選擇。讓我們仔細看看Wi-Fi HaLow和傳統Wi-Fi之間的一些主要分別,以及為什麼802.11ah協議非常適合物聯網應用的連接要求。
一種省電的協議
Wi-Fi HaLow為耗電的物聯網設備,提供了卓越的能效。IEEE 802.11ah規定的各種複雜的休眠模式,使HaLow設備能夠長時間處於極低功率狀態, 節省電池能量:
TWT(Target wake time):這允許工作站(STA)和存取點(AP)預先安排一個時間,喚醒休眠的節點以存取訊號。
RAW(Restricted access window):存取點可以授予工作站子集傳輸其資料的權限,而其他工作站則被迫休眠、緩衝非緊急數據或兩者兼而有之。
BSS(Basic Service Set )空閒期:這將工作站的「允許空閒期」延長至五年。
TIM(Traffic Indication Mapping ): 更有效地分組編碼TIM,節省信標(Beacon)的傳輸時間。
短MAC標頭:將低標頭傳輸虛耗、傳輸時間和功耗,並釋放無線電波頻段。
空值PHY協議數據單元(NPD):這將類似MAC的ACKs/NACKs嵌入PHY層,以減少時間和功耗。
短信標:短(有限)信標頻繁發送以同步工作站,而完整信標的發送頻率較低。
BSS著色機制:顏色分配表示特定接入點的BSS組,而站點可以忽略其他顏色。
雙向TXOP(BDT:Bi-directional TXOP):當喚醒工作站,發現存在用於傳輸的上行和下行訊框(Frame)時,會減少介質的存取次數。BDT使用實體層協議資料單元(PPDU)的訊號(SIG)字段中的響應指示,以增加對第三方工作站傳輸的TXOP持續時間保護。
該協議的高效休眠和電源管理模式,支援物聯網設備使用電池運行多年,以及多種靈活的電源和電池大小選擇,從採用鈕扣電池的短距離物聯網設備,到傳輸超過一公里的更高功率、採用更大電池的應用。與2.4 GHz和5 GHz頻段的Wi-Fi協議相比,該協議採用的sub-GHz窄頻訊號,傳輸距離更遠,能耗更低,讓每單位能耗可傳輸更多數據。
因此,Wi-Fi HaLow晶片所需的功率僅為傳統Wi-Fi晶片的一小部分。雖然傳統Wi-Fi的數據速率較高,讓使用者能夠在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz頻段,使用寬頻頻道快速傳輸高解析影片和下載大量檔案,但這些Wi-Fi連接的有效距離很短,電池消耗很快,需要頻繁充電或更換電池,或者最好有一個主電源連接。基於這些原因,Wi-Fi HaLow是電源受限的物聯網設備的更好選擇,這些設備需要達到更遠的距離,並能用電池運行數年,同時仍然提供較高的數據吞吐量。
Wi-Fi HaLow的sub-1 GHz協議優化了滲透率、覆蓋範圍、功率和容量。
覆蓋範圍更廣
802.11標準涵蓋的頻率範圍非常廣泛,從sub-GHz到毫米波(mmWave)。Wi-Fi HaLow是第一個在免許可的sub-GHz頻段運行的Wi-Fi標準。Wi-Fi HaLow提供的數據速率,從幾百kb/s到幾十Mb/s不等,傳輸距離從幾十公尺到一公里以上。
與傳統Wi-Fi使用的最窄的20MHz頻道相比,Wi-Fi HaLow的sub-1 GHz訊號使用更窄的頻道,從1MHz到更窄。由於頻道中的熱雜訊較低,這種20倍的頻寬系數轉化為13 dB的link budget改進。與傳統的2.4 GHz Wi-Fi相比,750 MHz – 950 MHz之間的RF頻率,需要額外增加8dB-9 dB的link budget,進而節省自由空間傳輸損耗。此外,Wi-Fi HaLow協議增加了一個範圍最佳化的調變和編碼方案(MCS10),可提供額外的3dBlink budget改進。
總之,與傳統的2.4GHz IEEE 802.11n(Wi-Fi 4)相比,Wi-Fi HaLow提供了高達24dB的link budget改進。與頻率更高、頻寬更寬的802.11ac(Wi-Fi 5)和802.11ax(Wi-Fi 6/6E)協議相比,Wi-Fi HaLowlink budget優勢進一步增強,其使用頻寬更寬的5GHz和6GHz頻譜。這就解釋了為什麼Wi-Fi HaLow訊號的傳輸距離,是傳統Wi-Fi的十倍,而不需要網路擴展器。例如,電池供電的攝影鏡頭可以放置在家裡或車庫外牆更方便的地方。照明系統可以從單個AP控制,而不管燈具是在室內還是室外的花園裡。
為終端使用者提供無線物聯網解決方案,覆蓋數百公尺的距離,而無需額外的擴展器或昂貴的手機行動網路,是802.11ah協議的一個關鍵競爭優勢。Wi-Fi-HaLow的遠端覆蓋優勢,擴展了智慧型家居和智慧型城市網路的範圍,讓使用者能夠控制1公里以外的物聯網設備,遠遠超出了傳統Wi-Fi協議的覆蓋範圍。
訊號穿透力更強
一般來說:頻率越低,覆蓋範圍越遠,穿透障礙物的能力越強。Sub-GHz 的Wi-Fi HaLow訊號可以比傳統Wi-Fi更容易穿過牆壁和其他障礙物。與2.4GHz和5GHz頻段的Wi-Fi協議相比,住宅和商業建築的建築材料和布局的變化,對sub-GHz HaLow訊號的影響較小。Wi-Fi HaLow可以穿透牆壁和建築物,這有助於減少客戶投訴和產品退貨,這些問題有時會困擾使用傳統Wi-Fi的產品。
Wi-Fi HaLow使用正交分頻多工(OFDM)調變,來校正反射和多徑環境。無論設備製造商的產品是在室內還是室外,或者是在地下室還是閣樓,Wi-Fi HaLow都可以確保設備與接入點之間有穩健的連接。這種靈活性消除了提供專有集線器或橋接設備以補償不同家庭架構的額外成本和複雜性。
高度可擴展的解決方案
單個Wi-Fi HaLow接入點可以處理多達8191個設備,是傳統Wi-Fi接入點的4倍多。在可預見的未來,這足夠連接每個LED燈泡、電燈開關、智慧型門鎖、電動窗簾、恆溫器、煙霧探測器、太陽能電池板、監控攝影鏡頭或任何可想像的智慧型家居設備。典型的家庭Wi-Fi路由器,通常支援幾十種設備。當頻寬服務提供商在家居中進行部署時,單個Wi-Fi HaLow接入點可以成為一個可擴展的平台,用於提供額外的安全和公用事業管理設備和服務。
多種訊號傳遞選項,減少了管理和控制大量HaLow設備所需的開銷。這樣可以最大限度地減少訊號衝突,並為有源設備釋放無線電波,以便以最快的調變和編碼方案(MCS)速率傳輸更多數據。與傳統Wi-Fi一樣,HaLow可以根據訊號完整性和與接入點的距離,自動調整頻寬。預定義的MCS級別支持單流、單天線產品的頻寬從150 Kbps到40 Mbps,使用的頻寬從1 MHz到8 MHz,80 Mbps的能力也可通過使用可選的16 MHz寬頻道來實現。
Wi-Fi HaLow的星形網路拓撲結構、卓越的穿透力、廣闊的覆蓋面積和巨大的容量,將無線連接從難以部署和頻寬受限的網狀網路中解放出來,簡化了網路安裝,並將總體持有成本降至最低。
具有抗噪性的免許可頻譜
與採用2.4GHz、5GHz和6GHz頻段的傳統Wi-Fi一樣,Wi-Fi HaLow使終端使用者能夠擁有自己的設備並使用免許可的sub-GHz無線電頻譜,範圍從750MHz到950MHz。Wi-Fi HaLow的可用頻率範圍、最大傳輸功率和占空比,在世界各地有所不同。(例如,美洲可用的HaLow頻譜是902 MHz至928 MHz,而在歐洲是863 MHz至868 MHz)。
Wi-Fi HaLow在工業、科學和醫療(ISM)頻段內運行,可以使用多種頻段:1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz。頻寬越窄,訊號傳輸的距離就越遠。使用OFDM,以跨多個子頻道的數據包形式傳輸數據,這可以提高在具有挑戰性的RF環境中的性能,特別是當有來自其他無線電設備的強干擾時。前向錯誤更正(FEC)編碼也為恢復數據包提供了額外的保護,確保穩健的連接。
安全性和互通性
與其他IEEE 802.11 Wi-Fi版本一樣,Wi-Fi HaLow是一種固有的安全無線協議,支援最新的Wi-Fi認證要求(WPA3)和空中傳輸(OTA)AES加密,其數據速率可以實現安全的OTA韌體升級。
就像其他類型的Wi-Fi一樣,HaLow是一個全球公認的標準(IEEE 802.11ah),定義了連接設備如何進行安全認證和通訊。採用Wi-Fi HaLow的設備供應商,可以保證其產品和網路,將按照Wi-Fi聯盟的開髮指導來實現互通性。由於Wi-Fi HaLow是IEEE 802.11標準的一部分,Wi-Fi HaLow網路也可以與Wi-Fi 4、Wi-Fi 5和Wi-Fi 6網路共存,而不影響其RF性能。
本地IP支援
所有物聯網路都需要網路協議(IP)支持,以實現雲端連接。由於Wi-Fi HaLow是802.11 Wi-Fi標準,因此它提供本地TCP/IP支持。這種內建的IP功能,意味著物聯網連接不需要專有閘道器或橋接器。所有連接到具有Wi-Fi HaLow功能的路由器的客戶端設備,可以使用IPv4/IPv6傳輸協議,直接連結網際網路,以獲得基於雲端的服務和物聯網數據的管理。
HaLow效應:延伸範圍,拓展物聯網的可能性
傳統Wi-Fi的網路擁塞、範圍限制和較高的功耗,以及可連接到單個AP的設備數量有限,在當今物聯網設備的世界中已不再可行。這些限制阻礙了各行業出現的以物聯網為中心的新商業模式,這些模式需要更遠的距離、更大的容量、更靈活的電池和電源選項,同時最大限度地降低部署成本。
作為一種遠端協議,Wi-Fi HaLow支持那些2.4GHz和5GHz Wi-Fi無法達到的室內外物聯網應用,例如遠端監控鏡頭、門禁網路甚至無人機。其他潛在的使用案例包括大型公共場所,如體育場館、購物中心和會議中心,在這些場所,單個Wi-Fi HaLow接入點可以替代大量的接入點,無需複雜的網狀網路,簡化了安裝,降低了總持有成本。
工業物聯網、過程控制感測器、大樓自動化、倉庫和零售店等眾多應用,也將受益於這種遠端、低功耗協議,讓無數設備能夠在日益自動化的世界中保持連接。事實上,Wi-Fi-HaLow在傳統的802.11協議中因其覆蓋範圍、能效、容量和多功能性而脫穎而出。
附圖:▲Wi-Fi 4/5/6與Wi-Fi HaLow的比較
▲ 傳統的Wi-Fi 4/5/6協議,使用更高的頻率和更寬的頻寬來最大化吞吐量。
▲ 比較802.11n/ac(左)和802.11ah(右)的吞吐量與範圍。(資料來源:Sensors期刊(Basel )。2016年11月,IEEE 802.11ah:一種應對物聯網挑戰的技術,作者:Victor Baños-Gonzalez, M. Shahwaiz Afaqui, Elena Lopez-Aguilera, and Eduard Garcia-Villegas)
資料來源:https://www.techbang.com/posts/87835-wifi-halow-iot?fbclid=IwAR1P3nR4iV8V3ZhhOO4zX7GZ_9Tz4v5MBzLlCX3aXYbnOCVqPYi58LPFrmQ