Düşük Güç Geniş Alan Ağı (LPWANs) birçok LPWAN'ın performansını destekleyen kritik bir teknoloji haline geldi, ağ mimarları için dağıtım sinyalleri, ağ üreticilerine kıyasla, spektrumları ve enerji verimliliğine ilişkin farklı avantajları iletmeye yardımcı oldu.

Spektrum'u LPWAN'larda

Gürültü spektrumu, sinyalin bir dizi ile yayılması gereken minimumdan daha büyük bir bant genişliğine sahip olduğu bir iletim tekniğidir. Anahtar fikir, bu tür bir frekans aralığına yayıldığı için, sinyalin istenmeyen alıcılara benzediğini gösteriyor.Bu yayılma, her iki verici ve alıcıya bilinen bir yalancı-random kodu ile elde edilir.

Orta büyüklükteki bir grubun sinyalini genişleten iki yaygın uygulama, taşıyıcı frekansının önceden tanımlanmış bir umut vericiye göre hızla yayıldığına göre hızlanıyor.S. DSSS, yüksek yaygın bir yayılma koduyla veri akışını çok zorlaştırır ve sinyalini hızla yayılabilir. FHSS hızla birçok kanal arasında taşıyıcı frekansı hızla yayılabilir.

LPWANs'ta, yay spektrumu en belirgin şekilde LoRa modulation programında ( Semtech tarafından geliştirilme) kullanılır ve bu da Ultra Narp spread Spectrum (CSS) olarak adlandırılan bir tür yaygın olarak kullanılan bir CSS kullanımı frekansıyla birlikte, veri koduna göre değişir.Bu yöntem, geniş bant genişliği ve sağlam kodlamanın birleşimini sağlarken, yüksek akışların üstesinden gelmek için çok düşük maliyetli bir akış sinyalleri de zorlayan ve birçok yüksek akış sinyalleri aşmayı gerektirir.

LPWANs için Spectrum'u yaymak için temel Faydaları

Geliştirilmiş Signal Reliability ve Robustness

Gürültü spektrumu, gürültülü ortamlarda LPWAN iletişiminin güvenilirliğini önemli ölçüde geliştirir. Çünkü sinyal enerjisi geniş bir frekans aralığı, dar bant müdahalesine yayılıyor - birçok kablosuz cihaz veya diğer radyo kaynağının - sadece bu yollatilen enerjinin küçük bir kısmını gerektirir - alıcının kesintiye uğraması veya yangın algılaması gibi - doğrudan müdahaleyi azaltır ve geri dönüşüm ağınızı azaltır.

Daha iyi Güvenlik ve Anti-Jamming

Gürültü spektrumu doğal olarak dar bant sistemlerinin eşleştiremeyeceği bir güvenlik seviyesi sunar. Eavesdropper, yayılma kodu veya umut verici desen bilgisi olmadan, bu yollakilanılan sinyal, bellekte şifrenin şifreli olduğu gibi, fiziksel katmanda güçlü bir koruma katmanı ekliyor.

Daha Düşük Güç Tüketimi ile Genişletilmiş Ortam

LPWAN'daki yay spektrumunun en çekici avantajlarından biri, batarya yaşamlarından ödün vermeden uzun menzile ulaşma yeteneğidir. İşlem kazancı - yaygın veri bant genişliğinin oranı - alıcının gürültü zemininin altında sinyalleri tespit etmesine izin verir. Örneğin, LoRa, kırsal alanlardan 10–15 km mesafedeki iletişime izin verebilir - kentsel ortamlardaki hızlara ulaşan bir cep telefonuna erişen bir bağlantı noktasına ulaşabiliyor - sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan bir cep telefonu işaret eden bir cep telefonuna ulaşır.

Azaltılmış Interference ve Improv Coexistence

Yaygın olmayan frekans grupları, 868 MHz (Avrupa) veya 915 MHz (Kuzey Amerika) ISM grupları gibi, çoklu kablosuz teknolojiler birbirine bağlı frekans bağlantılarını dinamik olarak yaymak için tasarlanmıştır.Bu, spektrumu en az etkileyen diğer sistemlere yol açar, çünkü sinyal gücü gruptaki yüksek sayıda uçlu erişimli veri oranını ve kanal seçim algoritmalarının (LoRaWAN ağlarında) kullanımı büyük dağıtımlar için önemli bir şekilde yardımcı olur.

Daha Düşük Güç Tüketimi Verimli Coding

Bağlantı bütçe avantajının ötesinde, spektrum modulation da daha düşük bir sinyale yakın olduğunda, daha az enerji kullanan daha düşük bir veri hızı ve daha kısa hava süresine sahip olmak, cihazın uzak olduğu mesafelerde daha yüksek bir faktöre geçiş yapmak, bağlantı koşullarını sağlamak.In the device can choose the optimal kombinasyonunu kullanarak.In the device is close to a gateway, it can use a lower spread factors that it can use a lower spread factors that always run in the most power modetime, which uses more drive and reliable mode, it can switch to a higher spread factors.

Spectrum'u Major LPWAN Standartları'nda yayınlayın

LoRaWAN ve Chirp yayılma Spectrum

LoRaWAN, frekans artışları veya sabit olarak zaman geçtikçe azaltılan en yaygın olarak kabul edilen LPWAN standardıdır (SF7 ile SF12), her iki farklı yayılma faktörü kullanılarak yapılan otomatik olarak veri oranını kullanarak, LoRaWAN ağlarının frekanslarını kullanarak, frekans artışlarını veya azaltımı sağlayan milyonlarca cihaza destekleyebilir.

Sigfox ve Ultra Narrow Band ile Frekans Hopping

Sigfox Ultra Narrow Band (UNB) modulation ile birlikte frekans umutlu bir şekilde bir araya gelmediğini, klasik anlamda spektrumu yaymıyor, benzer faydaları elde ediyor - uzun menzil ve müdahale esnekliği - çok düşük seviyeli bir sinyal (100 Hz ile 600 Hz arası) iletilen ve çok sayıda frekansta kaydedilen basit bir şekilde genişletilebilir.Sigfox alıcıları çok yüksek hassasiyete sahip olmasına rağmen, Sigfox ağlarını ve müdahale yeteneğini düşük maliyetli kılar.Sigfox ağlarını kullanarak.

Diğer LPWAN teknolojileri ile karşılaştırıldığında

Örneğin, NB-IoT (Narrowband IoT) ve LTE-M lisanslı spektrumları kullanıyor ve farklı modulation şemalarına güveniyor. NB-IoT, özellikle de kapalı veya yeraltı ortamlardaki LPWAN'ları kullanıyor. bu nedenle, yüksek veri oranları ve yerli IP desteği sunuyor, kendi gücü tüketimi ve aralığı genellikle birincil bantlarda tercih edilir.

Gerçek Dünya Genişleme Uygulamaları

Akıllı Tarım

Hassas tarımda, binlerce toprak neziği, hava istasyonları ve hayvan parçaları geniş çaplı bakımlarla dağıtılır.Gruplar LPWANs, diğer çiftlik ekipmanlarından müdahale etmek için güvenilir bağlantı sağlar - jeneratör veya motor kontrolleri nedeniyle RF gürültüyü çalıştırma yeteneği - büyüme mevsimi boyunca veri bütünlüğü sağlamak.

Akıllı Şehir Altyapısı

Kentsel ortamlar kablosuz sinyallerle yoğundur, büyük bir meydan okumaya müdahale eder.GWANs, binlerce cihazın aynı frekans bandı paylaşması için gerekli olan sağlamlığı sağlar, bin izleme, hava kalitesi algılama ve otopark yönetimi gibi kritik altyapı için de caziptir. Örneğin, bir şehir dağıtım sitesi güvenilir bağlantıya dayalı sensörler aynı frekans bandı paylaşırken bile.

Çevresel İzleme

Uzak ekosistemleri, vahşi yaşam koridorlarını veya su kalitesini sık sık sık, hücresel kapsamadan uzak sensörleri gerektirir.Gruplar, bu boşlukları minimum altyapı ile köprüleyebilir - tek bir ağ geçidini yüzlerce kilometrede tutabilir. Araştırmacılar bu ağları hayvan göçü, glacier erimesini veya algılamayı gerektirir. Düşük güç tüketimi yıllarca güneş enerjisi ile çalışır ve uzun aralıkları tekrarlama ihtiyacını birçok durumda tekrarlayanları ortadan kaldırır.

Endüstriyel IoT ve Varlık İzleme

Fabrikalarda, depolar ve limanlar, spektrum LPWAN'lar gerçek zamanlı konum sistemleri (RTLS), ekipman sağlığı izleme ve envanter yönetimi için kullanılır. Yüksek çözünürlüklü ortamlarda metal yapılarla çalışma ve hareketli makinelerle iletişim kurma yeteneği, aralıksız bir şekilde durum güncellemelerini merkezi bir platforma gönderir ve spektrumu sürekli olarak geri yükleme sağlar.

Meydanlar ve düşünceler

spread spektrumu birçok fayda sunarken, sınırlama olmaksızın değildir. Geniş bant genişliği gerekli (tipik olarak LoRa için birkaç yüz kHz) işgal edilmiş bant düzenlemeleri ile çatışmayı kısıtlayan bölgesel spektrum düzenlemeleri ile çatışmaya girebilir.Bazı ülkelerde LoRa'nun 125 kHz bant genişliğine izin verilir, ancak sıkı limitleri, uzun menzilin de uygulanabilir olmasını sağlar.

Bir başka meydan okuma, yayılma kodlarının kesin senkronizasyonu veya kanallama desenlerini verici ve alıcı arasında umutlandırmak için ihtiyaçtır.Bu, alıcı tasarımı için karmaşıklığı ekler ve ağ ağ ağının düzgün bir şekilde planlanmamışsa geçiş maliyetlerini artırabilir.

Son olarak, spread spektrumu veri şifrelemesi sağlamaz. Güvenlik daha yüksek protokol katmanlarında uygulanmalıdır (örneğin, LoRaWAN'da AES128 şifreleme). Ağ operatörleri, izinsiz erişimin önlenmesi için anahtar ve doğrulamayı dikkatle yönetmelidir.

Spectrum'u LPWAN'larda yaymak Geleceği

IoT genişlemeye devam ettikçe, yay spektrum teknolojileri yeni talepleri karşılamak için evrimleşecektir. Sonraki nesil LoRa standartları, LoRaWAN 1.1 ve ötesinde, gelişmiş güvenlik ve roaming yeteneklerini tanıtacak. Uydu bazlı LPWANs ile entegrasyon da ortaya çıkıyor - yaylı alıcılar ile donatılmış uydular Dünya'da her yerde veri toplayabilirler, küresel varlık izleme ve çevre izleme olasılıklarına ek olarak, adaptif bir yayılma faktörü algoritmaları ve akıllı kanal planları daha da optimize edecektir.

Hibrit spektrumu diğer tekniklerle bir araya getiren yaklaşımlar, MIMO veya dinamik spektrum paylaşımı gibi, aynı zamanda yay spektrumu temel avantajı da görünebilir - minimum güç ile uzun mesafeler üzerinde sağlam iletişim - özellikle 5G ve ekosistemin ötesinde online olarak, özellikle de 5G ve ötesindeki uygulamalar için iletişim kurmanın önemine sahiptir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Geniş bant iletişimi sadece LPWAN için bir seçenek değildir - LoRaWAN veya Sigfox'in frekanslarını tanımlayan bir temel teknolojidir, geniş bir bant boyunca sinyalleri yayararak, ağ tasarımcıları ve cihaz üreticilerinin uzun süre boyunca çalışmaya devam etmesi gerekir.LoRaWAN veya Sigfox'in frekansıyla bağlantı kurmasını sağlayan, geniş kapsamlı bir şekilde ölçeklendirmek için fiziksel performansı yayar.