适用于物联网 (IoT)的远距离、低功耗、低速率WiFi—Wi-Fi HaLow

1. Wi-Fi 简介

Wi-Fi（Wireless Fidelity）是目前较为常见的无线通信方式，承载着一半以上的互联网流量。Wi-Fi是一个总称，涵盖了802.11通信协议系列，由Wi-Fi联盟持有并推动其发展。802.11通信协议发展至今已逾二十年，为简化各代Wi-Fi名称，多使用数字命名法，例如Wi-Fi 4 = 802.11n、Wi-Fi 5 = 802.11ac、Wi-Fi 6 = 802.11ax。

2. Wi-Fi HaLow的出现

随着物联网 (IoT) 的快速增长，物联网设备需要超低功耗的无线连接，迫使人们重新思考传统Wi-Fi。

Wi-Fi HaLow（读音为“HEY-low”）发布于2017年5月，采用IEEE 802.11ah 技术，拥有比传统Wi-Fi更远的传输距离和更低的功耗，从而便于连接大量物联网设备。

传统Wi-Fi技术普遍运行在2.4GHz和5GHz，而Wi-Fi HaLow运行在900MHz（免授权频段），较低的频率使得Wi-Fi HaLow拥有更远的信号范围以及更好的信号穿透墙壁和其他物体的能力。同时Wi-Fi HaLow的功耗较低，能够支持纽扣电池设备运行数月或数年，可以满足物联网的需求。Wi-Fi HaLow标准将能源效率、远程连接、低延迟、高清视频质量、数据速率、安全功能和本机IP支持独特地结合在一起，使其在传感器、可穿戴设备、智能建筑和智能城市环境中有很好的应用前景。

3. Wi-Fi HaLow与传统Wi-Fi的对比

项目	Wi-Fi 4/5/6(IEEE 802.11n/ac/ax)	Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah)
频率	2.4GHz, 5GHz, 6GHz	Sub-1GHz (900MHz)
通道宽度	20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz	1MHz, 2MHz, 4MHz, 8MHz
单点最大接入数	2007	8191
单点传输速率	6.5~150Mb/s(802.11n, Wi-Fi 4)	150Kb/s~86.7Mb/s
覆盖范围	100m	1Km

4. Wi-Fi HaLow与LoRa的对比

项目	LoRa	Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah)
单点最大接入数	120	8191
覆盖范围	10Km	1Km
安全性	弱	强
单点传输速率	0.3~50kb/s	150Kb/s~86.7Mb/s
能源效率	低	高

虽然LoRa可以监控数公里范围内的低数据传感器网络，但传输图像、视频或软件更新等更多数据的必要性，使得Wi-Fi HaLow成为显而易见的选择。

5. Wi-Fi HaLow的特点

1）Wi-Fi HaLow在<1 GHz的频谱中运行，以提供更远的覆盖范围和更低的功耗连接。

2）与类似的物联网技术不同，Wi-Fi HaLow支持原生IP，不需要专有网关、控制器或集线器，这大大简化了安装并降低了运营成本。

3）Wi-Fi HaLow将低带宽设备连接到包括互联网在内的IP网络，支持足够的带宽来处理高清质量的视频，甚至可以用于农村通信和卸载手机塔流量。

4）Wi-Fi HaLow支持最新的Wi-Fi身份验证要求(WPA3)和OTA流量的AES加密，其数据速率可实现安全的OTA固件升级。

5）Wi-Fi HaLow使用最窄带宽1 MHz的单个空间流可产生从使用带有二进制相移键控(BPSK)调制的MCS 10的150 kb/s到使用MCS 9（调制和编码）的最高速率4.4 Mb/s的数据速率。