星闪SLE技术研报总结
1.1 产生背景
星闪低功耗接入(星闪SLE)技术为应对物联网快速发展对高效、可靠、低功耗无线通信的需求而产生。传统技术如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等在连接密度、传输带宽、延迟、功耗等方面存在局限性,难以满足复杂物联网场景需求。星闪SLE技术结合短距离通信、低功耗、高带宽等特性,通过优化协议设计和提升传输效率,为物联网提供更高效的解决方案,尤其在高密度、高带宽、低延迟场景中表现出色。
1.2 星闪SLE技术与标准
1.2.1 星闪无线通信系统概述
星闪无线通信系统由星闪接入层、基础服务层和基础应用层构成。接入层分为管理节点(G节点)和终端节点(T节点),提供SLB和SLE两种通信接口。SLB支持低时延、高可靠等需求,SLE支持低功耗场景。系统架构支持与5G网络融合,实现统一管理和维护。
1.2.2 星闪通信场景与系统架构
通信场景包括节点与T节点、不同G节点、不同T节点通过G节点中继通信。系统架构包括星闪接入层(SLB和SLE)、基础服务层(设备发现、服务管理、QoS管理等)和基础应用层(通用应用服务框架和具体应用配置文档)。
1.2.3 星闪SLE低功耗接入技术
- 传输波形:支持GFSK、QPSK、8PSK调制波形。
- 信道和跳频设计:工作频段为2400MHz-2483.5MHz、5150MHz-5350MHz、5725MHz-5850MHz(当前AP仅支持2.4G频段),采用单载波跳频,信道带宽支持1MHz、2MHz和4MHz。
- 无线帧结构:支持4种结构,其中无线帧结构2、3、4采用PSK调制和极化码信道编码。
- 空口接入层广播:支持基础广播、扩展广播,以及同步/异步数据广播。
- 异步数据链路:支持单播、组播、反馈组播、双向组播传输。
- 同步数据链路:支持单播、组播、反馈组播、双向组播、异步广播、同步广播传输。
- 半静态资源配置和动态资源调整:支持高层信令和系统管理帧进行资源配置和动态调整。
- 数据链路层:支持控制面数据和数据面数据的复用传输。
- 广播功能:广播可用于发现、连接过程,以及异步/同步数据传输、单播/组播传输。
- 发现功能:设备接收广播帧,可主动发送查询请求帧获取更多数据。
- 接入功能:设备发起接入请求,广播设备建立连接,支持G/T角色配置。
- 配对和鉴权:提供6种用户鉴权方式,生成链路密钥。
- 服务管理:包括服务注册、维护、删除等功能,定义服务端和客户端角色,支持服务发现和交互。
1.2.4 星闪SLE与其他短距通信技术对比
星闪SLE与其他技术相比,在低功耗、高可靠性、高带宽等方面具有优势,适用于物联网场景。
2. WLAN星闪SLE物联数采原理
2.1 总体方案
WLAN星闪SLE物联数采支持WAC+FIT AP场景,包括星闪终端、AP、AC、MQTT服务器。AP作为星闪网关,扫描发现星闪终端并完成接入;星闪终端作为广播端,业务数据通过SSAP服务承载;AP与第三方服务器间使用MQTT协议通信。
2.2 实现原理
- AC配置星闪业务参数下发给AP。
- AP使能星闪SLE业务并扫描终端广播。
- AP与MQTT服务器建链。
- 获取星闪终端信息。
- AP发现并上报终端信息。
- AC下发接入请求,AP发起接入。
- AP完成接入、配对和服务发现。
- AP上报接入信息给AC。
- AP通过MQTT通道上报终端信息给MQTT服务器。
- MQTT服务器与星闪终端完成业务数据交互。
2.3 注意事项
- 广播与扫描发现:AP扫描间隔和终端广播周期需合理配置,以保证发现效率。
- 接入后广播:使用白名单绑定终端可关闭广播节能;未绑定终端需保持广播以支持漫游。
- 终端连接参数更新:终端可按需发起连接参数更新以节能。
3.1 电力行业数采场景
3.1.1 场景介绍
星闪技术在电力行业变电站无线传感器接入中应用,通过融合WAPI宽带接入技术,实现WAPI+星闪二合一统一接入,满足宽带和窄带需求,助力电力行业数字化转型。
3.1.2 接入需求分析
星闪SLE可满足变电站宽窄带传感器接入需求。
3.1.3 方案介绍
方案架构包括星闪网关AP(南向扫描发现和接入,北向连接物联服务器)、WAPI国密Wi-Fi接入服务(宽带数据回传)。