Wi-Fi HaLow實(shí)現(xiàn)16公里距離的無線視頻傳輸！

9月12日消息，近日，Wi-Fi芯片廠商Morse Micro宣布，其在美國約書亞樹國家公園（Joshua Tree National Park）進(jìn)行了一系列嚴(yán)格的 Wi-Fi HaLow 測試，實(shí)現(xiàn)了基于900MHz Wi-Fi HaLow 近 16 公里視頻連接的壯舉，數(shù)據(jù)連接速率達(dá) 2Mbit/s。高于今年 1 月份在城市環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的 3 公里的距離。

什么是Wi-Fi HaLow？

早在2016年3月，Wi-Fi聯(lián)盟就針對物聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)布了一項(xiàng)無線局域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制層協(xié)議，其是能在低于1GHz（750MHz—930MHz）免許可的頻段內(nèi)運(yùn)行的新型WLAN系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE 802.11ah，該技術(shù)又被稱為Wi-Fi Halow。

雖然Wi-Fi Halow的最大帶寬僅為 32 Mbps，但由于Wi-Fi Halow可以運(yùn)行在約900MHz的頻段，這也使得其能夠保持相對較高速率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更長距離、更低功耗的連接、更好的穿墻性能。可以滿足很多對于傳輸速率、距離、功耗有著更高要求的物聯(lián)網(wǎng)市場的需求。此外，Wi-Fi Halow理論上單點(diǎn)可接入設(shè)備數(shù)量為8191個(gè)，支持星狀網(wǎng)絡(luò)和Mesh組網(wǎng)。

測試平臺(tái)

據(jù)介紹，Morse Micro使用了現(xiàn)成的 MM6108-EKH01 評估套件，該套件可在 Mouser 上購買，其中包含一個(gè)帶有 MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow 參考模塊的Raspberry Pi 4 開發(fā)板。該評估套件通過標(biāo)準(zhǔn) 1 dBi 低增益偶極子天線輸出 21 dBm （125mW），總輻射功率為 22 dBm。

為什么選擇這個(gè)套件？Morse Micro解釋稱，其目標(biāo)是使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在 Wi-Fi HaLow 范圍的最邊緣測試連接性，這些設(shè)備可以部署在電池供電的設(shè)備（例如相機(jī)）中。Morse Micro沒有故意使用高增益定向天線或極高的輸出功率，因?yàn)樗鼈儠?huì)限制現(xiàn)場的可用性。Morse Micro還決定不調(diào)整 802.11ah 參數(shù)以進(jìn)一步增加范圍，以便可以保持互操作性并保持Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證的HaLow標(biāo)準(zhǔn)。

找到邊緣：計(jì)算理論最大范圍

為了確定該邊緣的位置，Morse Micro通過考慮 IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大飛行時(shí)間來計(jì)算理論最大范圍。

接下來，Morse Micro計(jì)算了該距離的理論最大吞吐量，同時(shí)考慮了模塊輸出功率、天線增益和自由空間路徑損耗計(jì)算。使用 Friis 傳輸方程，預(yù)計(jì)在 15.9 公里的最大范圍內(nèi)會(huì)損失 116 dB 的信號(hào)。

距離 = 速度 × 時(shí)間

如何計(jì)算距離的呢？Wi-Fi HaLow 射頻信號(hào)是以光速傳播的，Morse Micro芯片遵循的 IEEE 802.11ah 規(guī)范規(guī)定了 52μs 的時(shí)隙時(shí)間。Morse Micro 的實(shí)現(xiàn)允許最大飛行時(shí)間為 53μs，以允許設(shè)備之間的微小變化。這導(dǎo)致理論最大覆蓋范圍為 15.9 公里。

請務(wù)必注意，所有 Wi-Fi 技術(shù)都必須滿足影響最大傳輸范圍的幾個(gè)約束條件，以提供可靠、合規(guī)和高吞吐量的連接，例如時(shí)隙時(shí)間、CTS 超時(shí)和 ACK 超時(shí)。好消息是，對于 Wi-Fi HaLow，這個(gè)最大范圍限制明顯優(yōu)于任何其他 Wi-Fi 技術(shù)。

雖然 Wi-Fi HaLow 信號(hào)理論上可以在很遠(yuǎn)的距離（數(shù)百公里）內(nèi)傳播和被檢測到，但滿足 IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)要求的最大范圍受到時(shí)隙時(shí)間參數(shù)的限制。

從理論到現(xiàn)實(shí)：測試吞吐量

接下來，Morse Micro 計(jì)算了最大范圍內(nèi)的理論吞吐量。使用Morse Micro 的 MCS 速率表并基于 -94 dBm 的信號(hào)強(qiáng)度，預(yù)計(jì)在 4 MHz（靈敏度 = -95 dBm）時(shí)實(shí)現(xiàn) MCS2，從而提供 4.5 Mbps 的吞吐量或 4 Mbps 的 UDP MAC 吞吐量。

現(xiàn)場性能

在條件接近理想的約書亞樹國家公園（該公園以其廣闊的開放空間和最小的射頻噪聲而聞名），Morse Micro 在 15.9 公里（約 10 英里）處實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的 2 Mbps UDP 吞吐量。這不僅僅是為了保持連接，而是為了提供有意義的數(shù)據(jù)速率，以支持實(shí)際應(yīng)用。想象一下，用于隨身攝像頭的點(diǎn)對點(diǎn)通信、用于戶外探險(xiǎn)的對講機(jī)或用于農(nóng)業(yè)和采礦的 IoT 解決方案——在這些場景中，范圍和可靠性都至關(guān)重要。

Morse Micro在約書亞樹國家公園的測試表明，Morse Micro的 Wi-Fi HaLow 不僅僅是令人印象深刻的數(shù)字，而是在您最需要的環(huán)境中提供真正的價(jià)值。該測試證明，我們可以達(dá)到最大的理論 Wi-Fi HaLow 范圍，同時(shí)仍然提供顯著且可用的吞吐量。無論是在偏遠(yuǎn)、農(nóng)村地區(qū)工作，還是在廣闊的環(huán)境中部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案，Wi-Fi HaLow 都能始終如一地可靠地執(zhí)行。

關(guān)于Morse Micro

根據(jù)官網(wǎng)資料顯示，Morse Micro是由Michael De Nil于2016年Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.11ah 推出之后創(chuàng)立，成功籌集了2億美元的資金，并將第一個(gè)破紀(jì)錄的 Wi-Fi HaLow SoC 商業(yè)化。Michael 是現(xiàn)代 Wi-Fi 芯片的先驅(qū)，在數(shù)字芯片設(shè)計(jì)和低功耗數(shù)字架構(gòu)方面擁有廣泛的背景。在創(chuàng)立 Morse Micro 之前，Michael 曾在 Imec 和 Broadcom 擔(dān)任無線芯片設(shè)計(jì)師，徹底改變了現(xiàn)代手機(jī)的連接性。

編輯：芯智訊-浪客劍