Figure 6: Theoretical coverage maps

Figure 6: Theoretical coverage maps for different distances between the plugged-in device and theWi-Fi router.
The black dots denote the positions for these devices. The red region represents points in the 2D space where a passive
Wi-Fi transmitter can be located, while ensuring that the signal from it to the Wi-Fi router is at least -85 dBm.
2.4.1 Understanding Deployment Scenarios
1. I want to deploy passive Wi-Fi devices in my home.
Where do I place the plugged-in device so as to maximize
their range? Fig. 5 shows the theoretical signal
strength at theWi-Fi receiver as a function of its distance
from the passive Wi-Fi transmitter. We show the results
for different distances between the passive Wi-Fi transmitter
and the plugged-in device. We set Gt , Gr, Gpassive,
Pt to 6 dBi, 0 dBi, 2 dBi, and 30 dBm respectively. The
plot shows that, in general, as the distance between the
passive Wi-Fi transmitter and Wi-Fi receiver increases,
the received signal strength reduces. More importantly,
as the distance between the passive Wi-Fi transmitter
and plugged-in device decreases, the coverage range increases.
This is because, from our analysis, the signal
strength can be increased either by reducing the distance
between the passive Wi-Fi transmitter and the pluggedin
device or that between the passive Wi-Fi transmitter
and the Wi-Fi receiver. Since our goal is to maximize
range, we should reduce the distance between the passive
Wi-Fi transmitter and the plugged-in device. In the
presence of multiple passive Wi-Fi devices, this would
translate to minimizing the worst-case distance between
the plugged-in device and all passive Wi-Fi transmitters.
2. Where do I place my Wi-Fi router and the pluggedin
device, so that I can have passive Wi-Fi devices work
from anywhere in my home? Fig. 6 shows the 2D coverage
maps for different distances between the plugged-in
device and the Wi-Fi router. The red region represent
points in the 2D space where a passive Wi-Fi transmitter
can be located, while ensuring that the signal from
it to the Wi-Fi router is at least -85 dBm. These maps
show that the coverage area is a union of two circles centered
each at the Wi-Fi router and the plugged-in device.
So, as a general rule of thumb, it is better to deploy the
plugged-in device and the Wi-Fi router at either ends of
the coverage area. Note however that at very large distances
between the plugged-in device and Wi-Fi router
(Figs. 6 (c) and (d)), we end up getting two islands of
coverage. Such large distance deployments are suitable
only when the passive Wi-Fi transmitters are going to be
close to either the plugged-in device or the Wi-Fi router.
Device ID Ack Rate Check Bits
0 : 9 10 11 : 12 13 : 15
Figure 7: Structure of the signaling packet.
3 Passive Wi-Fi Network Stack Design
We first describe how passive Wi-Fi devices share the
ISM band. We then address the issue of ACKs and retransmissions
and finally, present our protocol to associate
passive Wi-Fi devices with the network.
3.1 Sharing the ISM band
Wi-Fi uses carrier sense to share the ISM band. This
however requires a Wi-Fi receiver that is ON before every
transmission. Since Wi-Fi receivers require powerconsuming
RF components like LNA, frequency synthesizers,
mixers and ADCs, this would eliminate the power
savings from our design. Instead, we delegate the task of
carrier sense to the plugged-in device, which also arbitrates
access between multiple passive Wi-Fi devices.
We illustrate this with an example. Say a passive Wi-
Fi transmitter wants to sent a packet on channel 6 and
the plugged-in device transmits its tone between Wi-Fi
channels 1 and 6. Before any of the above transmissions
happen, the plugged-in device first uses carrier sense to
ensure that there are no ongoing transmissions on any the
frequencies including and in between channel 1 and 6.
Once the channels are found free, the plugged-in device
sends a packet signaling a specific passive Wi-Fi
device to transmit. This signal is sent and decoded using
the ultra-low power receiver described in §3.1.1. The
packet starts with an ID unique to each passiveWi-Fi device
(see Fig. 7). When the passive Wi-Fi device detects
its ID, it transmits within a SIFS duration at the end of
the signaling packet. The signaling packet is sent at the
center of channel 1 and 6 as well as in between them.
This prevents other devices in the ISM band from capturing
the channel before the passive Wi-Fi device gets
to transmit. The packet has 16 bits and adds a fixed overhead
of 100 ms for every passive Wi-Fi transmission.
The above description assumes that the plugged-in device
knows when to send the signaling packet to each of
6
the passive Wi-Fi devices in the network. To see how
this can be achieved let us focus on our target IoT applications.
A device sending out beacons is configured
to send them at a fixed rate. Temperature sensors, microphones
andW

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

รูปที่ 6: ทฤษฎีครอบคลุมแผนที่สำหรับระยะระหว่างเสียบเข้าอุปกรณ์และเราเตอร์อินเทวีจุดสีดำแทนตำแหน่งสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ แถบสีแดงแสดงถึงจุดในพื้นที่ 2D ที่แบบ passiveส่งสัญญาณ Wi Fi สามารถอยู่ ในขณะสัญญาณจากเราเตอร์ Wi-fi น้อย-85 dBm2.4.1 เข้าใจสถานการณ์การปรับใช้1. ต้องการแฝงอุปกรณ์ Wi-fi ในบ้านของฉันที่ฉันสามารถคืนอุปกรณ์เสียบเข้าเพื่อจะเพิ่มช่วงของพวกเขา รูป 5 แสดงสัญญาณทฤษฎีความแข็งแรงที่ตัวรับสัญญาณเน็ตเทวีเป็นฟังก์ชันของระยะห่างจากเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝง เราแสดงผลลัพธ์สำหรับระยะทางที่แตกต่างกันระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงและอุปกรณ์ที่เสียบเข้า เราตั้ง Gt, Gr, GpassivePt 6 dBi, 0 dBi, 2 dBi และ 30 dBm ตามลำดับ การแสดงที่ ทั่วไป เป็นระยะทางระหว่างการเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงและเพิ่มตัวรับสัญญาณ Wi-Fiลดความแรงของสัญญาณที่รับ ที่สำคัญเป็นระยะห่างระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงและเสียบเข้าอุปกรณ์ลดลง เพิ่มขึ้นของช่วงคุ้มครองนี้เป็น เพราะ จากการวิเคราะห์ของเรา สัญญาณสามารถเพิ่มความแข็งแรงอย่างใดอย่างหนึ่งโดยลดระยะทางส่ง Wi Fi แฝงและการ pluggedinอุปกรณ์หรือระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงและตัวรับสัญญาณ Wi Fi เนื่องจากเป้าหมายของเราคือการ เพิ่มช่วง เราควรลดระยะห่างระหว่างแฝงห้องเครื่องส่งสัญญาณและอุปกรณ์เชื่อมต่อสายใน ในสถานะของอุปกรณ์ Wi-fi แฝงหลาย นี้จะแปลหยาบ ๆ ระยะห่างระหว่างย่อหน้าเสียบเข้าอุปกรณ์และเครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงทั้งหมด2. ที่ผมวางเราเตอร์ Wi-fi ของฉันและการ pluggedinอุปกรณ์ เพื่อให้ได้งานอุปกรณ์ Wi Fi แฝงจากที่ใดก็ได้ในบ้านของฉัน รูปที่ 6 แสดงความครอบคลุม 2 มิติแผนที่สำหรับระยะระหว่างเสียบเข้าอุปกรณ์และเราเตอร์ Wi-fi แสดงพื้นที่สีแดงจุดในสองมิติของพื้นที่เครื่องส่งสัญญาณ Wi Fi แฝงสามารถอยู่ ในขณะที่สัญญาณจากการเราเตอร์ Wi-fi ได้น้อย-85 dBm แผนที่เหล่านี้แสดงว่า พื้นที่ครอบคลุมเป็นสหภาพของสองวงกลางแต่ละเราเตอร์ Wi-fi และอุปกรณ์เชื่อมต่อสายในเป็นการทั่วไปกฎของหัวแม่มือ จะมีการปรับใช้การเสียบเข้าอุปกรณ์และเราเตอร์ Wi-fi ที่ปลายทั้งสองของพื้นที่ครอบคลุม อย่างไรก็ตามที่เวลาระยะทางขนาดใหญ่มากระหว่างเสียบเข้าอุปกรณ์และเราเตอร์ Wi-fi(Figs. 6 (c) และ (d)), เราที่ส่วนสองเกาะของความคุ้มครอง ใช้ระยะทางขนาดใหญ่ดังกล่าวมีความเหมาะสมเฉพาะ เมื่อสัญญาณ Wi Fi แฝงเป็นไปได้ปิดอุปกรณ์เชื่อมต่อหรือเราเตอร์ Wi-fiอุปกรณ์รหัสระดาษอัตรากาบิต0:9 10 11:12:13:15รูปที่ 7: โครงสร้างของแพคเก็ตที่ส่งสัญญาณออกแบบกองซ้อนของเครือข่าย 3 แฝง Wi Fiเราอธิบายวิธีแฝงแชร์อุปกรณ์ Wi Fi ครั้งแรกISM band เราแก้ไขปัญหาของ ACKs และ retransmissions แล้วและในที่สุด ปัจจุบันเราโพรโทคอลการเชื่อมโยงแบบพาสซีฟอุปกรณ์ Wi-fi กับเครือข่าย3.1 ร่วมวง ISMWi Fi ใช้ความรู้สึกของผู้ให้บริการแชร์วง ISM นี้อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ตัวรับสัญญาณ Wi-Fi ที่อยู่ก่อนทุกส่ง เนื่องจากตัวรับสัญญาณ Wi Fi ต้อง powerconsumingคอมโพเนนต์ RF เช่น LNA ซินธิไซเซอร์ความถี่เครื่องผสมและ ADCs นี้จะลดอำนาจประหยัดจากการออกแบบของเรา แทน เรามอบหมายงานในการผู้ให้บริการอัจฉริยะเพื่อเสียบเข้าอุปกรณ์ ซึ่งยัง arbitratesการเข้าถึงระหว่างอุปกรณ์ Wi-fi แฝงหลายเราสามารถแสดงได้ ด้วยตัวอย่าง บอกอินแฝง-เครื่องส่งสัญญาณไร้สายต้องส่งแพคเก็ตบนช่อง 6 และเสียบเข้าอุปกรณ์ส่งผ่านของเสียงระหว่างห้องช่อง 1 และ 6 ก่อนส่งข้างต้นอย่างใดอย่างหนึ่งเกิดขึ้น อุปกรณ์เชื่อมต่อสายในความรู้สึกที่ผู้ให้บริการจะเริ่มใช้ครั้งแรกให้แน่ใจว่า มีส่งไม่ต่อเนื่องบนใด ๆความถี่รวม และ ระหว่างช่อง 1 และ 6เมื่อพบช่องฟรี อุปกรณ์เสียบเข้าส่งแพคเก็ตส่งสัญญาณเฉพาะแฝง Wi – Fiอุปกรณ์ในการส่ง สัญญาณนี้จะถูกส่ง และถอดรหัสโดยใช้รับพลังงานต่ำเป็นพิเศษที่อธิบายไว้ใน §3.1.1 การแพ็คเก็ตที่เริ่มต้น ด้วย ID ไม่ซ้ำกันสำหรับแต่ละอุปกรณ์ไร้สาย passiveWi(ดูรูปที่ 7) เมื่อตรวจพบอุปกรณ์ Wi Fi แฝงID ของ มันส่งภายในระยะเวลา SIFS ปลายแพคเก็ตที่ส่งสัญญาณ ส่งแพคเก็ตที่ส่งสัญญาณการศูนย์กลางของช่องที่ 1 และ 6 เป็น ระหว่างพวกเขานี้ป้องกันไม่ให้อุปกรณ์อื่น ๆ ในวง ISM จับช่องทางก่อนที่อุปกรณ์ Wi Fi แฝงสามารถส่ง แพคเก็ตได้ 16 บิต และเพิ่มค่าใช้จ่ายคงของ ms 100 สำหรับส่งสัญญาณ Wi-fi ทุกพาสคำอธิบายข้างต้นสมมติที่เสียบเข้าอุปกรณ์รู้ว่าเมื่อมีการส่งแพคเก็ตที่ส่งสัญญาณในแต่ละ6อุปกรณ์ Wi-fi ที่แฝงในเครือข่าย เพื่อดูวิธีนี้สามารถทำให้เรามุ่งเน้นการใช้งาน IoT เป้าหมายของเราได้กำหนดค่าอุปกรณ์ที่ส่งบีคอนการส่งอัตราคงที่ เซนเซอร์ ไมโครโฟนandW

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รูปที่ 6:. แผนที่คุ้มครองทฤษฎีสำหรับระยะทางที่แตกต่างกันระหว่างอุปกรณ์เสียบในและเราเตอร์เทวี-Fi
จุดสีดำแสดงว่าตำแหน่งสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ พื้นที่สีแดงหมายถึงคะแนนในพื้นที่ 2D ที่เรื่อย ๆ
ส่งสัญญาณ Wi-Fi สามารถอยู่ได้ในขณะที่มั่นใจว่าสัญญาณจากมันกับเราเตอร์ Wi-Fi เป็นอย่างน้อย -85 dBm.
2.4.1 สถานการณ์การปรับความเข้าใจ
1 ฉันต้องการที่จะปรับใช้อุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ ในบ้านของฉัน.
ฉันจะวางอุปกรณ์เสียบในที่ไหนเพื่อเพิ่ม
ช่วงของพวกเขา? มะเดื่อ. 5 แสดงสัญญาณทฤษฎี
ความแข็งแรงที่รับเทวี-Fi เป็นหน้าที่ของระยะทางของมัน
จากเครื่องส่งสัญญาณ Wi-Fi เรื่อย ๆ เราจะแสดงผล
สำหรับระยะทางที่แตกต่างกันระหว่างเครื่องส่ง Wi-Fi เรื่อย ๆ
และอุปกรณ์เสียบใน เราตั้ง Gt อู๊ Gpassive,
Pt 6 dBi, 0 dBi 2 dBi และ 30 dBm ตามลำดับ
พล็อตแสดงให้เห็นว่าโดยทั่วไปเป็นระยะทางระหว่าง
เครื่องส่งสัญญาณ Wi-Fi เรื่อย ๆ และ Wi-Fi รับเพิ่ม
ความแรงของสัญญาณที่ได้รับจะช่วยลด ที่สำคัญกว่า
เป็นระยะห่างระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ Wi-Fi แฝง
และเสียบในอุปกรณ์ลดความคุ้มครองที่หลากหลายเพิ่มขึ้น.
นี้เป็นเพราะจากการวิเคราะห์ของเราสัญญาณ
ความแข็งแรงสามารถเพิ่มขึ้นอย่างใดอย่างหนึ่งโดยการลดระยะห่าง
ระหว่างเรื่อย ๆ Wi-Fi เครื่องส่งและ pluggedin
อุปกรณ์หรือว่าระหว่างเครื่องส่งสัญญาณ Wi-Fi เรื่อย ๆ
และตัวรับสัญญาณ Wi-Fi เนื่องจากเป้าหมายของเราคือการเพิ่ม
ช่วงที่เราควรจะลดระยะห่างระหว่างแฝง
ส่งสัญญาณ Wi-Fi และอุปกรณ์เสียบใน ใน
การปรากฏตัวของเรื่อย ๆ อุปกรณ์ Wi-Fi หลายนี้จะ
แปลให้ลดระยะทางเลวร้ายที่สุดกรณีระหว่าง
อุปกรณ์ที่เสียบในและ passive ส่งสัญญาณ Wi-Fi ทั้งหมด.
2 ฉันจะวาง Wi-Fi Router ของฉันและ pluggedin ที่
อุปกรณ์เพื่อที่ฉันสามารถมีอุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ ทำงาน
ได้จากทุกที่ในบ้านของฉัน? มะเดื่อ. 6 แสดงให้เห็นถึงความคุ้มครอง 2D
แผนที่สำหรับระยะทางที่แตกต่างกันระหว่างเสียบใน
อุปกรณ์และ Wi-Fi Router พื้นที่สีแดงเป็นตัวแทนของ
จุดในพื้นที่ 2D ที่ส่งสัญญาณ Wi-Fi เรื่อย ๆ
สามารถอยู่ได้ในขณะที่มั่นใจว่าสัญญาณจาก
มันไปเราเตอร์ Wi-Fi อย่างน้อย -85 dBm แผนที่เหล่านี้
แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ครอบคลุมเป็นสหภาพของสองวงการศูนย์กลาง
แต่ละที่เราเตอร์ Wi-Fi และอุปกรณ์เสียบใน.
ดังนั้นเป็นกฎทั่วไปของหัวแม่มือจะดีกว่าในการปรับใช้
เสียบในอุปกรณ์และ Wi- เราเตอร์-Fi ที่ปลายของทั้ง
พื้นที่ครอบคลุม แต่ทราบว่าที่ระยะทางที่มีขนาดใหญ่มาก
ระหว่างเสียบในอุปกรณ์และ Wi-Fi Router
(มะเดื่อ. 6 (ค) และ (ง)) เราจบลงด้วยการเกาะสองของ
ความคุ้มครอง เช่นการใช้งานระยะทางขนาดใหญ่ที่มีความเหมาะสม
เฉพาะเมื่อเรื่อย ๆ ส่งสัญญาณ Wi-Fi จะไปได้
ใกล้ชิดกับทั้งเสียบในอุปกรณ์หรือ Wi-Fi เราเตอร์.
รหัสอุปกรณ์ย้ากเช็คราคาห้อง Bits
0: 9 10 11 12 13: 15
รูป 7:. โครงสร้างของแพ็คเก็ตส่งสัญญาณ
3 แบบ Passive Wi-Fi เครือข่ายกองการออกแบบ
ครั้งแรกที่เราจะอธิบายถึงวิธีเรื่อย ๆ อุปกรณ์ Wi-Fi ร่วม
วง ISM จากนั้นเราจะแก้ไขปัญหาของ ACKs และ retransmissions
และสุดท้ายนำเสนอโปรโตคอลของเราที่จะเชื่อมโยง
อุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ กับเครือข่าย.
3.1 การแบ่งปันวง ISM
Wi-Fi ใช้ความรู้สึกของผู้ให้บริการที่จะแบ่งปันวง ISM นี้
แต่ต้องมีตัวรับสัญญาณ Wi-Fi ที่มีอยู่ในทุกครั้งก่อน
การส่ง ตั้งแต่รับ Wi-Fi จำเป็นต้อง powerconsuming
ส่วนประกอบ RF เช่น LNA สังเคราะห์ความถี่
เครื่องผสมและ ADCs นี้จะขจัดอำนาจ
เงินฝากออมทรัพย์จากการออกแบบของเรา แต่เรามอบหมายงานของ
ความรู้สึกของผู้ให้บริการไปเสียบในอุปกรณ์ซึ่งยัง arbitrates
การเข้าถึงระหว่างเรื่อย ๆ อุปกรณ์ Wi-Fi หลาย.
เราแสดงให้เห็นถึงนี้ด้วยตัวอย่าง พูด Wi-เรื่อย ๆ
ส่งสัญญาณ Fi ต้องการที่จะส่งแพ็คเก็ตในช่องที่ 6 และ
อุปกรณ์เสียบในโทนส่งระหว่าง Wi-Fi
ช่อง 1 และ 6 ก่อนที่จะมีการส่งข้างต้น
เกิดขึ้นที่เสียบในอุปกรณ์ตัวแรกที่ใช้ความรู้สึกของผู้ให้บริการ เพื่อ
ให้มั่นใจว่าจะไม่มีการส่งสัญญาณอย่างต่อเนื่องเมื่อใด
ความถี่รวมทั้งในและระหว่างช่องที่ 1 และ 6
เมื่อช่องทางที่จะพบได้ฟรีที่เสียบในอุปกรณ์
ส่งแพ็กเก็ตส่งสัญญาณที่เฉพาะเจาะจงเรื่อย ๆ Wi-Fi
อุปกรณ์ในการส่ง สัญญาณนี้จะถูกส่งและถอดรหัสโดยใช้
เครื่องรับพลังงานต่ำเป็นพิเศษที่อธิบายไว้ใน§3.1.1
แพ็คเก็ตเริ่มต้นด้วยหมายเลขที่ไม่ซ้ำกันในแต่ละอุปกรณ์ passiveWi-Fi
(ดูรูปที่. 7) เมื่ออุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ ตรวจพบ
ID ของมันก็ส่งภายในระยะเวลา SIFS ในตอนท้ายของ
การส่งสัญญาณแพ็คเก็ต แพ็คเก็ตการส่งสัญญาณจะถูกส่งไปที่
ศูนย์ของช่องที่ 1 และ 6 เช่นเดียวกับในระหว่างพวกเขา.
นี้ป้องกันไม่ให้อุปกรณ์อื่น ๆ ในวง ISM จากการจับ
ช่องทางก่อนที่อุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ ได้รับ
การส่ง แพ็คเก็ตมี 16 บิตและเพิ่มค่าใช้จ่ายคงที่
100 มิลลิวินาทีสำหรับทุกเรื่อย ๆ ส่งผ่าน Wi-Fi.
คำอธิบายข้างต้นสันนิษฐานว่าเสียบในอุปกรณ์
รู้ว่าเมื่อใดที่จะส่งแพ็คเก็ตการส่งสัญญาณไปยังแต่ละ
6
แฝงอุปกรณ์ Wi-Fi ใน เครือข่าย เพื่อดูว่า
นี้สามารถทำได้ให้เรามุ่งเน้นไปที่การใช้งานของเราเป้าหมาย IoT.
อุปกรณ์การส่งบีคอนมีการกำหนดค่า
จะส่งพวกเขาในอัตราคงที่ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิไมโครโฟน
andW