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WiLo技术革新!现有Wi-Fi设备也能轻松实现LoRa远程传输

2024-10-08科技

研究人员开发了一种混合技术,将Wi-Fi与LoRa(Long Range,远程)网络协议相结合,产生了一种称为WiLo的新型长距离无线概念。研究团队设计的WiLo技术可用于现有的Wi-Fi和LoRa硬件上。

这项进展可能会应用于物联网(IoT)技术,例如用于农业或智慧城市的长距离传感器网络。

来自中国南京林业大学资讯科学与技术学院的高德民教授指出,现有的Wi-Fi存在距离限制与高功耗问题。相对而言,LoRa的特点是低功耗、长距离的通信能力,通常用于物联网应用。

在WiLo中,这两种通信协议结合在一起,最大化了各自的优势,且不需要额外的技术来桥接两个系统。「这样能降低成本、复杂性及潜在的故障点,使物联网部署更高效且更具扩展性。」高德民表示。

这些研究人员来自香港、中国、韩国、美国及英国的大学,以及位于德国的英特尔员工。他们使用Semtech生产的现成SX1280 LoRa收发器进行了WiLo实验。尽管SX1280的2.4 GHz通信频段与Wi-Fi及其他多种标准和技术共享,Wi-Fi和LoRa信号并不兼容。

因此,研究人员开发了一种算法,通过操控Wi-Fi数据传输信号的频率,使其匹配LoRa设备与其他设备通信时使用的信号。从技术角度来说,他们操控了Wi-Fi的数据多任务标准(称为OFDM),以模拟LoRa使用的信号扩展标准(称为CSS)中的长距离Chirp信号。

「这使得标准Wi-Fi设备能够在不增加硬件的情况下,使用LoRa技术进行长距离通信。」高德民表示。

该团队在室内(实验室和走廊)以及室外进行了WiLo测试,测试距离最远达500米。研究人员报告称,WiLo的成功率达到了96%。

高德民指出,WiLo的一大优势是其能运行于现有的标准硬件上。因此,部署成本和复杂度将不会很高。然而,WiLo的一个限制是,Wi-Fi设备需同时处理通信与信号模拟,导致了额外的功耗问题。高德民及其同事计划在未来的研究中解决这一问题。

未来,高德民表示,「若要将WiLo商业化,下一步将涉及系统的进一步优化,以提升能效、数据传输速率以及抗干扰能力。这可能需要进行更多的软件开发,并在各种物联网环境中进行测试。」

确保系统符合业界标准,并为跨技术通信集成安全措施,也是下一步必须解决的问题,高德民补充道。

该团队上月在IEEE【通信学报】上发布了他们的研究成果。