新Wi-Fi标准IEEE 802.11az旨在升级建筑设计和用户体验

智能建筑设计的核心是从用户设备、传感器和系统获取可操作数据的技术，其中许多设备、传感器和系统通过 Wi-Fi 连接。所有技术的基础都是标准，它提供了设计、实施和使用的框架。对于从业人员而言，可能已经接触过无数标准技术，例如 IEEE 802.11，通常称为 Wi-Fi。Wi-Fi 标准的突破性修订称为IEEE 802.11az下一代定位(NGP)，于 2023 年 3 月推出，提供更精细、更准确的定位功能、更高的安全性等优势。

IEEE 802.11 是一个开放标准开发工作组，属于更大的组织IEEE 标准协会 (IEEE SA)的一部分。此类标准可供公众通过共识流程来开发、批准和维护。该标准的作者是委员会成员，他们提出个人意见，然后集体投票，如果成功，就会被采纳到标准中。然后，编辑将采用的文本贡献编译成单个文档。同时，主席以中立和公平的方式管理和促进讨论。

新的 IEEE 802.11az 标准可以帮助建筑物变得更加智能，同时也将改善租户和访客的体验。设备制造商已经在围绕该技术设计新的解决方案和用例。

Wi-Fi 标准回顾

为了更好地了解即将发生的事情，让我们先回顾一下当前技术的一些挑战。当我们在户外时，支持 Wi-Fi 的设备（例如手机或车辆导航系统）会使用 GPS，因为它可以轻松接收来自轨道 GPS 卫星的信号。但在室内，屋顶和墙壁等障碍物会阻挡 GPS 信号，因此设备必须使用 Wi-Fi 来连接。第一代Wi-Fi定位精度基于RSSI（接收信号强度指示器），提供的精度有限为10至15米；它还受到信号路径损耗的限制。

第二代Wi-Fi定位802.11REVmc，在恶劣环境下精度可达1~2米。它基于飞行时间 (ToF) 测量，至今仍是行业基准。

最新的第三代 Wi-Fi 定位精度采用 IEEE 802.11az 标准，精度小于 1 米。此外，新的 Wi-Fi 标准具有最先进的安全性，可防止黑客攻击和窃听。第三代Wi-Fi定位引入了一种更具可扩展性的协议，能够使用不到10%的介质支持数百台设备，并以加密和消息真实性以及用于距离测量的专用伪随机波形的形式提供安全性。

第二代和第三代 Wi-Fi 定位的主要市场渗透障碍是其有限的网络部署。然而，由于主要基础设施供应商最近推出了支持第二代和第三代 Wi-Fi 定位的 6 GHz Wi-Fi 基础设施，这一障碍已基本消除。

新标准带来的好处

IEEE 802.11az 将显着改善我们设计建筑的方式并培育新的用户体验。未来，我们将会看到更多的用例。

可扩展性

新的 IEEE 802.11az 标准可以改善极其密集的环境中的连接性，例如购物中心、竞技场、音乐厅和体育场，这些环境中大量用户在积极导航的同时持续消耗 Wi-Fi 数据。用户将能够在存在墙壁、柱子和其他障碍物的室内环境中进行连接和导航。这为创建应用以改善用户体验打开了大门。

室内导航精度

购物中心的地图应用会将用户带到目标区域，但一旦走进去并且移动设备切换到 Wi-Fi，传统上位置准确性就会降低。而借助 IEEE 802.11az，我们希望应用程序能够让用户距离目的地只有几英寸的距离。例如，零售商的应用程序将能够将消费者带到他们想要购买的商品的确切位置。音乐会观众将能够使用应用程序来寻找座位、卫生间或急救站。

用于资产跟踪的微观目标

在室内准确跟踪资产一直是一项挑战。客户端移动设备通常是手持式的，不适合直接标记库存。RFID标签可用于某些物品，但价格昂贵。通过 IEEE 802.11az，“Wi-Fi 定位客户端”可以集成到条形码扫描仪中。对于放置在货架上并进行扫描的每个库存物品，扫描仪都可以通过其 SKU 记录其位置。因此，使用现有的条形码系统，可以在仓库或零售环境中精确且廉价地定位每件商品，从而减少错放的可能性。

对于具有相同条形码的多个物品，跟踪系统可以显示位置列表。在医疗环境中，系统可以找到经常在患者之间移动的监控设备。用户可以扫描设备来跟踪其运动，或者每个部件都可以有一个独特的定位器并通过 Wi-Fi 向定位服务报告。

此外，来自消费者应用程序的数据（例如个人从一个位置到另一个位置的移动）可以进行分析并向用户提供相关信息或广告。其结果是更有效的库存管理以及物理和电子数据库之间更好的同步。

安全、经过身份验证的私密定位

使用公共 Wi-Fi 时，我们经常担心附近的黑客访问我们的笔记本电脑或移动设备。凭借 IEEE 801.11az 的定位精度（以英寸为单位），用户可以将计算机设置为通过智能手表解锁，但前提是需要正确的身份验证和接近英寸的距离。类似地，内门可以被编程为仅当智能设备距离不到一米时解锁。我们可以使用支持 Wi-Fi 的设备，而不是酒店扫描卡。

要求两个设备之间的距离非常近，可以大大提高真实性的保证，从而阻止黑客的攻击。我们期望看到办公室、工厂、住宅和车辆安全系统的应用经过微调，仅在距离传感器几英寸的范围内激活。

能源效率

利用 IEEE 802.11az 网络的移动设备也将消耗更少的能源。解释技术性很强，但好处很容易理解。

表 1. IEEE 802.11az 优势总结

开始行动

新的 802.11az 标准现已推出，技术制造商正在适应其优势。

大多数Wi-Fi-6硬件最终将支持802.11az，企业接入点市场已经从Wi-Fi 5硬件大幅升级到Wi-Fi 6硬件。智能手机市场将在未来两年内跟进。在 Wi-Fi 6 硬件上支持 802.11az 所需的 Wi-Fi 固件更新可以作为软件更新通过网络发送并向公众提供。

在此过渡期间，第三代 Wi-Fi 定位 802.11az 向后兼容第二代 802.11REVmc 标准。因此，第二代和第三代 Wi-Fi 定位设备的混合将能够以第二代模式进行通信和提供服务。这对于一致的用户体验非常重要。

Wi-Fi 功能已经取得了长足的进步，但这一新标准正在激励设备制造商创建解决方案，进而激发我们对设施设计的思考。

IEEE SA 支持

通过 IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会，IEEE SA 开发和维护本地、城域网和其他区域网络的网络标准和推荐实践。随着 Wi-Fi 网络在多个方面不断发展，IEEE 标准也将不断发展，以充分发挥 Wi-Fi 技术的潜力，满足未来行业和人类的需求。

本文作者：Jonathan Segev 是 IEEE 802.11az 标准的主席，Roy Want 是 IEEE 802.11az 标准的编辑。

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