מבוא ל- LPWAN ו- The Role of Phase Modulation

רשתות שטח נמוכות (LPWAN) הופיעו כאבן הפינה של האינטרנט של הדברים (IoT), המאפשרות קישוריות למכשירים הדורשים תקשורת לטווח ארוך, נתונים נמוכים באמצעות חישוב, ושנים של חיי סוללה כוללים מטרים חכמים, חיי לחות, מסלולי לחות, ומוניטורים סביבתיים.השכבה הפיזית (PHY) של כל טכנולוגיית LPWAN היא מקום שבו אפשרויות מדידה ישירות של יעילות כוח, טווח, וחסינות שלב זה מציע שיטות עבודה שונות.

יסודות של שלב ה- Modulation

שלב שינוי מפתח (PSK) Fundamentals

שלב מודולציה מקודמת מידע דיגיטלי על ידי שינוי שלב של אות נושא הסינוסדי. בצורתו הפשוטה ביותר, שלב המוביל לוקח אחד קבוצה סופית של מדינות דיסקרטיות, כל אחת המייצגת קבוצה של ביטים. שלב של 0 מעלות עשוי לייצג 0 בינארי, בעוד שינוי של 180 מעלות מייצג 1 בינארי בשלב בינארי של שינוי (BPSK) כי המידע הוא נשא בשלב זה של אותות אמפיביים פחות מאשר מערכת אחסון נמוך.

קידוד וסמלי מיפוי

סט של מצבים שלב מותרת ויזואלית בתרשים כוכבים, שבו כל נקודה תואמת לשלב מסוים (ולעתים קרובות amplitude) של המוביל. עבור שלב טהור, כל הנקודות שוכבות על מעגל של אמפולציה קבועה. BPSK יש שתי נקודות ב 0 ° ו-180°; QNRPSK יש ארבע נקודות ב 45,135 מעלות, 225 מעלות, ו 3 °, בין נקודות קצה קרוב לרמה גבוהה יותר (ללא קיבולת) נמוך יותר של קיבולת נמוכה יותר (בקיצור נמוכה יותר) ב-S) עם רמות נמוכות יותר (נמוכה (פחות נמוכה יותר) ב-S) ב-S) כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, קרוב לרמה נמוכה יותר של פחות או יותר של פחות או יותר של פחות נמוכה יותר של פחות (נמוך (נמוכה (נמוכה (נמוך) ב- 9 מעלות צלזיוס).

טכניקות שלב-שלביות מפתח ב- LPWAN

שלב בינארי Shift Keying (BPSK)

BPSK היא תוכנית המודולציה של שלב חזק ביותר, המציעה הסתברות של סימן כי הוא בערך 3 dB טוב יותר מאשר QPSK עבור אותה אנרגיה עבור אותה אנרגיה לפחות. זה מקודמת סמל אחד ל bit, מה שהופך אותו ספקטרום לא יעיל אבל מאוד resilient. BPSK משמש כמה תקני LP עבור ערוצי בקרה או עבור היטל כאשר טווח מקסימלי הוא נדרש.

שלב הריבועים Shift Keying (QPSK)

QPSK מכפיל את שיעור הנתונים של BPSK מבלי להגדיל את רוחב הפס הנדרש על ידי ⁇ שתי ביטים לסמל באמצעות ארבע מדינות שלב.ארבע נקודות הקונסטלציה בדרך כלל לסובב 45 מעלות יחסית לאקסס כדי לפשט את ההתאוששות של החברה. QPSK משמש באופן נרחב בטכנולוגיות LP הדורשות יותר באמצעות לוח, כגון NB-IoT עבור העברת נתונים בלינק, אך שיעור השגיאה של QPSK בתוסף לבן של 2, הוא פחות גרוע יותר מאשר סמלים (G) עבור 2 סיביות עבור שימוש זהה השני לדרגה, אך ורק 2 סיביות עבור שימוש זהה השני עבור 2 , אך ורק 2 רזולוציה שנייה אחת לשנייה אחת לשנייה אחת לשנייה אחת לשנייה אחת, אך הוא מעט יותר עבור , אך ורק לאחר מכן הוא פחות מ- B- B- B-D.

ההרחבה QPSK (OQPSK)

גרסה של QPSK, Offset QPSK מעכב את הרכיב (Q) על ידי חצי תקופת סמל ביחס למרכיב In-phase (I) זה שינוי פשוט מונע מעברי שלב בו-זמנית 180 מעלות, אשר גורם וריאציות אמפיריות גדולות מאוד שיכול לעוות את האות כאשר משתמשים במגברי חשמל לא-ליניים.

PSK (DPSK) ו- pi/4-DQPSK

בשלב שונה שינוי ההחלפה מפתח (DPSK), המידע מקודד בשלב השינוי בין סמלים רצופים ולא בשלב המוחלט.NRPSK מבטל את הצורך בהתייחסות של נושא משותף למקלט, מפשט את הדמולטור וצמצום צריכת החשמל.DPSK מאומץ באופן נרחב במערכות LPWAN, שם השגת קוהרנטיות היא יקרה או לא מעשית.

השוואת Modulation Schemes for LPWAN

בחירת תוכנית שלב מתאים של שלב מודולציה עבור מערכת LPWAN כוללת איזון של נתונים, טווח, צריכת חשמל ומורכבות המקלט. BPSK מציעה את הרגישות הטובה ביותר אבל היעילות ספקטרלית הנמוכה ביותר. QPSK משתפרת באמצעות חישוב בעלות של 3 dB יותר אנרגיה לאותה BER.OQPSK ו- pi-DQPSK המסחר בשפל קטן ב BER (בהשוואה ל- QPSK) לביצועים טובים יותר, אך לעתים קרובות, כאשר מופעל על ידי שימוש ב-Lublink מופעל על ידי לוח הבקרה המסחרית, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל ל-LFFECT Clink מופעל על ידי שימוש בתדירות גבוהה יותר, כאשר הוא לעתים קרובות יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא לעתים קרובות יותר, ללא הגבלת כוח פעיל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל, כאשר הוא מוגבל יותר, כאשר הוא מוגבל יותר עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת הפעלה אוטומטית יותר עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת הפעלה אוטומטית יותר, כאשר הוא לעתים קרובות יותר עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה עבור מערכת ההפעלה

שלב ה-Sovern LPWAN Technologies

לור וצ'יפפר להפיץ Spectrum

LoRa (טווח ארוך) משתמש בטכניקה מבוזרת צ'ייפ קניינית (CSS) שבה תדירות נושאת סחף ליניארית עם הזמן, בעוד CSS הוא בעיקר מודולציה תדירות, את ה-Suffs ניתן לראות כצורה של מודולציה רציפה-phase. A chirpulation שמתחילה בתדירות מסוימת ומגדילה או מקטין את המידע על ידי התזמון של מעברי התדירות שלו, אשר למעשה שלב מתון-RVerd) הוא 12.

NB-IoT ו- LTE-M

NB-IoT, חלק מ- 3GPP משחרר 13, משתמש רוחב פס צר יותר (200 kHz) עם תרחישים תת-קרר של LTEHz או 15 kHz.הקישור משתמש ב- Orthogonal Frequency Division Access מרובות (OFDMA) עם QPR-LQ-R) עם QP-DVateation-R (הפחתת כוח קריטי) עם QpV-DV-R.D-R.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D) עם QP.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.O, כולל שימוש ב-R.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.O.D.D.D.D.O.D.O.O.O.O.O.O.O.O.R.R.D.O.O.D.D.O.O.O

סיגפוקס ו- Ultra-Narrowband

Sigfox משתמש בגישה אולטרה-narrowband (UNB) עם רוחב פס של רק 100 הרץ לערוץ.המודולציה היא שונה שלב Binary שלב Shift Keying (DBPSK) על הקישור וגאוסיאן Frequency Shift Keying (GFSK) על גבי ה-DBps (DBPSK) הוא התאמה טבעית עבור UNB מכיוון שהוא יכול להיות מורחב ללא-קורטי, באופן נמוך מאוד, כמו CPTS) עם לחץ דם נמוך מאוד (DV) עם לחץ דם נמוך מאוד) עם לחץ דם נמוך יותר) עם לחץ דם נמוך מאוד) עם לחץ נמוך מאוד) עם לחץ דם נמוך מאוד (DVDVDVDVDV) עם לחץ דם נמוך יותר) עם לחץ דם נמוך יותר) עם לחץ דם נמוך מאוד) עם לחץ דם נמוך יותר נמוך יותר נמוך מאוד (DVDVDVDVDVDVDVDVDPS) עם לחץ דם נמוך מאוד) עם רמת רגישות נמוכה מאוד (DVDVDVDVDVDVpSK) עם לחץ דם נמוך מאוד (DV) עם לחץ דם נמוך מאוד) עם לחץ דם נמוך מאוד) על ידי ירידה נמוכה מאוד) על ידי ירידה נמוכה מאוד) על ידי ירידה נמוכה

סחר-offs: Power, Data Rate ו- Range

אין תכנית מודולציה שלב אחת אופטימלית עבור כל תרחישים LPWAN. BPSK ו- DBPSK מציעים את ההשגה הארוכה ביותר בקצב הנתונים הנמוך ביותר, מה שהופך אותם אידיאליים עבור חיישנים מופעלים סוללות אשר שולח כמה חתכים ליום ממרתפים או אזורים כפריים. QPSK כפול או משולש את שיעור הנתונים, אך יש להפחית את תקציב הקישור על ידי כ 3DBV - כלומר טווחים של בערך 10-20% עבור אותו כוח שידור קבוע, לעתים קרובות; לדוגמה, שימוש קבוע (Spotise) כדי להשתמש ב-Dlinkise) כדי להשתמש ב-Dlinks (Dlinkise) כדי להשתמש ב-Dlinkise) כדי להפחית את שער אבטחה (Dlinkise) כדי להפחית את שער אחסון (Dlinkise) כדי להפחית את שער אחסון (Dlinkise) כדי להפחית את קצב אבטחה (Dlinke) כדי להפחית את קצב זמן מוגבל יותר ויותר (Dlinkise) כדי להשתמש ב-Dlinkise) כדי להשתמש ב-Dlinkise) כדי להפחית את לוח זמנים מורכב יותר מ-ידי 3Dlinkise) כדי להפחית את לוח זמנים מורכב יותר מאשר את לוח זמנים מורכב יותר מ-ידי שימוש ב- 3Dlinks) כדי להפחית את לוח זמנים מורכב יותר מ- 3Dlink

המונחים

סינכרון ושלב Noise

כל מערכות PSK דורשות תדר מדויק וסינכרון שלב בין משדר למקבל.Lo-cost IoT גבישי אווסוציאטורים יש דיוק מוגבל (בדרך כלל ±20 ppm), המוביל לתדירות של חומרים שיכולים לסובב את הקבוצה ולגרום שגיאות.לאות שונות כמו DPSK באופן טבעי לסבול מקטעים קטנים מכיוון שהם מקודמים על בסיס שינויים ולא על שלב מוחלט, אבל הם עדיין דורשים סמל או CQ רגיל ביעילות) למנוע שליטה פשוטה יותר (DPSK) כי הם לעתים קרובות סובלות של קוד פתוח יותר מאשר PSK.

עיצוב Transceiver עבור כוח נמוך

המגבר הכוח (PA) הוא אחד הצרכנים הגדולים ביותר של אנרגיה במדר אלחוטי. PSK מודולים כי לשמור על מעטפה קבועה, כגון BPSK ו QPSK (כאשר משתמשים ברש"פ ליניארי), לאפשר לרש"פ לפעול ליד ריצוף שבו יעילות מגיעה לשלב 50-60%, עם זאת, QPSK עם דופק WAND מוגדל מציג וריאציות מפוסלות כי הם להפחית את היעילות הדיגיטלית של OQ-D ו-D יותר, אך ורקמותק, כך, כולל רכיבים מתקדמים יותר, כך, כך, כולל פונקציות מתקדמות יותר, אך ורקדבנים מתקדמים יותר, אך ורקמותרפיסטציה גבוהה יותר, כולל פונקציות מהירות יותר, כך, כולל פונקציות מהירות יותר, כולל אופטימיזציה של Microsoft.

מגמות עתידיות וטכניקות מתקדמות

המחקר ממשיך למודולציה מתקדמת של שלב עבור LPWAN, שמטרתו לדחוף את גבולות הרגישות ויעילות ספקטרלית.אחד מבטיח כיוון הוא השימוש של שלב מתמשך מודולציה (CPM), אשר GMSK ו- GFSK הם מקרים מיוחדים. אותות CPM מציעים מעטפה קבועה ומעברים חלקיים, המציע יעילות כוח מעולה תוך השגת קומפקטיות ספקית.

מסקנה

טכניקות שלב מודולציה בבסיס השכבה הפיזית של טכנולוגיות בולטות רבות של LPWAN. מן הפשטות החזקה של BPSK בערוצי בקרה NB-IoT ל-DBPSK השונה בשימוש ב-Sigfox אולטרה-narrowband, כל תוכנית מציעה איזון ייחודי של טווח, שיעור נתונים וצריכת חשמל.הבנתם של אלה הם הכרחיים עבור ארכיטקטים במערכת האינטרנט אשר צריכים לבחור את המצב הנכון או עבור יישום ספציפי של מהנדסים מתקדמים יותר, כדי לפתח פתרונות ניהול יעיל יותר, דורשני ביצועים גבוהים יותר, כדי להמשיך פתרונות ניהול יעיל יותר, דרישות תכנון יעיל יותר, ויישומים מתקדמים יותר, דורשות גבוהה יותר, כדי להמשיך ניהול יעיל יותר, כדי להמשיך פתרונות ניהול יעיל יותר של פתרונות ניהול יעיל יותר, דורשות יותר של ביצועים גבוהים יותר, דורשות יותר, כדי להמשיך ניהול יעיל יותר, כדי להמשיך פתרונות ניהול יעיל יותר של ביצועים גבוהים יותר, דורשות של ביצועים גבוהים יותר, כדי להמשיך פתרונות ניהול יעיל יותר, כדי להמשיך ניהול יעיל יותר, יישומים גבוהים יותר, יישומים יעיל יותר, יישומים יעיל יותר, יישומים יעיל יותר, יישומים גבוהים יותר של פתרונות ניהול יעיל יותר, כדי להמשיך פתרונות ניהול יעיל יותר, יישומים גבוהים יותר, יישומים גבוהים יותר, יישומים יעיל יותר של פתרונות ניהול יעיל יותר, יישומים מתקדמים יותר, כדי להמשיך ניהול יעיל יותר, כדי לאפשר

(ב) [קרא]: [ה] [ה]] [ה]] [ה]], [ה] [ה]], [ה]], [ה]] [ה]]]], [ה]]] [ה'], [ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[