案例分享：低功率、长距离Wi-Fi HaLow无线电方案

纳米电子研究中心 imec、Holst Centre （由imec与TNO所创办） 以及Wi-Fi IP供应商Methods2Bussiness推出功能全面的Wi-Fi ® HaLowTM无线电解决方案。这款全新的低功率长距离无线电解决方案所消耗的功率极低，较市面上技术最尖端的正交分频多工（OFDM）无线电解决方案要低上十倍。它可以用于范围相当广泛的物联网（IoT）相关应用，并且符合最新的IEEE 802.11ah无线网络通讯协定。

这款无线电解决方案符合最新修订的无线网络通讯协定，以确保最适用于物联网相关的应用。Wi-Fi Alliance®最近便针对低功率长距离的IEEE802.11ah Wi-Fi通讯协定，推出名为 HaLow （TM）的解决方案。相较于其他物联网标准，它具有sub-GHz级载波频率与 1MHz/2MHz通道频宽的强制性模式，让装置能够在更长的距离下运作，并且资料速率可从150kb/s提升至7.8Mb/s。这项标准使用OFDM技术，以提升连线就对抗讯号衰落之层面的可靠程度；这点对于在都会区的环境中使用，以及高频谱效率 （特定频宽下的资料传输速率） 的达成而言相当重要。
这款无线电解决方案整合了imec和Holst Centre的 sub-1GHz级IEEE 802.11ah收发器，以及 Methods2Business的媒体存取控制 （MAC） 的硬件与软件IP及应用层，以利于在数量众多的物联网用户端和各个互联网之间，使用中央存取点进行802.11ah通讯。收发器在实体层完整实作出低功率的射频前端与数位基频。此解决方案所具备的1.3nJ/b全数字式极座标发射器，已针对物联网应用与全新的IEEE 802.11ah Wi-Fi通讯协定进行最佳化。这款发射器的规格超乎传统Wi-Fi标准的频谱遮罩与错误向量强度（EVM）之严格要求。在达成这些特能的同时，这款解决方案还能在输出功率为0dBm的Tx模式下，展现低至7.1mW的超低功耗率。

Methods2Business的802.11ah MAC核心实现了Wi-Fi HaLow™的所有全新功能，以改善物联网中传统Wi-Fi的缺点。除了连接高达8，000个物联网用户端（阶层式 AID）的必备功能、频道存取机制（CSMA/CA、DCF、EDCA）中更高的碰撞避免能力，以及借由支持更短的 MAC标头以提升信息流通量等特色之外，它还支持极为先进的功率节约模式，例如「目标唤醒时间」（Target Wake Time， TWT）以及「受限存取视窗」（Restricted Access Window， RAW）等。为了以固定功率进一步换取更高的性能，我们在硬件内实作时间关键功能，并于软件中实作更高等级的MAC通讯协定。

imec对直觉式物联网的连线能力之研究方向，关注于极小型、低成本、智能化且超低功率的传感器、无线芯片以及异质性传感器网络之发展。imec的「直觉式物联网」（Intuitive IoT） 研发计划所关注的目标，在于开发未来的物联网相关应用之基础元件，并且使其具备直觉式的技术，让传感器系统能够注意到人类的存在、得知人类有什么样的观点，以及了解人类所在的环境性质为何。这项直觉式的物联网技术，能够让装置完全依照人类的需求做出反应，或者做出人类所希望的行动，以低调而可靠的方式提供协助。我们欢迎有兴趣的公司以研究伙伴的身份加入imec的研究计划，或者可以通过深入发展授权计划接触imec的创新技术。