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WiLo技術革新!現有Wi-Fi器材也能輕松實作LoRa遠端傳輸

2024-10-08科技

研究人員開發了一種混合技術,將Wi-Fi與LoRa(Long Range,遠端)網絡協定相結合,產生了一種稱為WiLo的新型長距離無線概念。研究團隊設計的WiLo技術可用於現有的Wi-Fi和LoRa硬件上。

這項進展可能會套用於物聯網(IoT)技術,例如用於農業或智慧城市的長距離傳感器網絡。

來自中國南京林業大學資訊科學與技術學院的高德民教授指出,現有的Wi-Fi存在距離限制與高功耗問題。相對而言,LoRa的特點是低功耗、長距離的通訊能力,通常用於物聯網套用。

在WiLo中,這兩種通訊協定結合在一起,最大化了各自的優勢,且不需要額外的技術來橋接兩個系統。「這樣能降低成本、復雜性及潛在的故障點,使物聯網部署更高效且更具擴充套件性。」高德民表示。

這些研究人員來自香港、中國、南韓、美國及英國的大學,以及位於德國的英特爾員工。他們使用Semtech生產的現成SX1280 LoRa收發器進行了WiLo實驗。盡管SX1280的2.4 GHz通訊頻段與Wi-Fi及其他多種標準和技術共享,Wi-Fi和LoRa訊號並不相容。

因此,研究人員開發了一種演算法,透過操控Wi-Fi數據傳輸訊號的頻率,使其匹配LoRa器材與其他器材通訊時使用的訊號。從技術角度來說,他們操控了Wi-Fi的數據多工標準(稱為OFDM),以模擬LoRa使用的訊號擴充套件標準(稱為CSS)中的長距離Chirp訊號。

「這使得標準Wi-Fi器材能夠在不增加硬件的情況下,使用LoRa技術進行長距離通訊。」高德民表示。

該團隊在室內(實驗室和走廊)以及室外進行了WiLo測試,測試距離最遠達500米。研究人員報告稱,WiLo的成功率達到了96%。

高德民指出,WiLo的一大優勢是其能執行於現有的標準硬件上。因此,部署成本和復雜度將不會很高。然而,WiLo的一個限制是,Wi-Fi器材需同時處理通訊與訊號模擬,導致了額外的功耗問題。高德民及其同事計劃在未來的研究中解決這一問題。

未來,高德民表示,「若要將WiLo商業化,下一步將涉及系統的進一步最佳化,以提升能效、數據傳輸速率以及抗幹擾能力。這可能需要進行更多的軟件開發,並在各種物聯網環境中進行測試。」

確保系統符合業界標準,並為跨技術通訊整合安全措施,也是下一步必須解決的問題,高德民補充道。

該團隊上月在IEEE【通訊學報】上釋出了他們的研究成果。