保证低功耗广域网 (LPWAN)抗干扰能力的四种技术方法

发布时间：2023-08-07 13:18:24 所属栏目：应用来源：

导读：对于在免许可频谱中运行的低功耗广域网 (LPWAN)来说，一个主要优势是网络成本低。然而，鉴于物联网设备呈指数级增长，共享的有限无线电资源变得越来越拥挤。为了提高服务质量 (QoS) 和网络可扩展性，确保 LPWAN 中的

对于在免许可频谱中运行的低功耗广域网 (LPWAN)来说，一个主要优势是网络成本低。然而，鉴于物联网设备呈指数级增长，共享的有限无线电资源变得越来越拥挤。为了提高服务质量 (QoS) 和网络可扩展性，确保 LPWAN 中的抗干扰能力是一项重大任务。

了解免许可频谱中的干扰
无线电干扰是指接收到的两个无线电信号在同一载波的频率下会发生多次的不必要的冲突，导致不必要的数据丢失。对免许可 LPWAN 的干扰分为两大类：

1、系统间干扰，指由来自其他系统的无线电信号引起的干扰。由于每个人都可以使用免许可证频谱，因此多种技术共存并访问相同的频率资源。例如，包括 MIOTY、LoRa 和 Sigfox 在内的大多数 LPWAN 技术通常使用亚千兆赫兹的工业、科学和医疗 (ISM) 无线电频段。类似地，另一个 LPWAN 玩家 Ingenu 与 Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 等共享拥挤的 2.4 GHz 频段。

2、系统内干扰，或自干扰，是指由在同一网络内运行的设备引起的干扰，例如在 MIOTY 网络内或在 LoRa 网络内。自干扰主要归因于在许多LPWAN系统中使用ALOHA方案的异步通信。虽然大大降低了功耗，但由于终端设备之间不协调的随机数据传输，纯基于ALOHA的网络会产生显著的自干扰。

LPWAN抗干扰的技术方法
在这些挑战中，强大的系统设计是确保 LPWAN 高抗干扰性的关键。下面我们将介绍控制和减轻系统间和/或系统内干扰的4种技术方法。

1、利用(超)窄带宽

与基于扩频的宽带方法相比，(超)窄带技术减轻了系统内干扰问题。每个窄带消息使用非常小的带宽，从而实现高频谱效率。因此，更多消息可以放入指定的频段而不会相互重叠，从而使更多设备能够同时有效运行而不会相互干扰。这提高了整体网络容量和系统可扩展性。这个最小的频率的带宽使用还极大地降低了每个接收到的信号的噪声水平。

2、跳频

通过在传输过程中在不同信道之间快速切换消息，跳频提高了对系统间干扰的抵抗力。恒定频率变化有助于避免信道拥塞，并使信号难以拦截。不好的地方在于，利用跳频技术获取频谱资源时会遇到很大的限制——必须要分配更多的频率来保证通信质量；而当速度较低时，不同信号之间会产生共混比（即互相影响）从而导致失真或丢包。

3、前向纠错(FEC)

可以应用合理的信道编码或合适的前向纠错处理器允许检测和纠正由于不可接受的噪声、不可接受的干扰和衰落引起的传输错误。在不可靠或嘈杂的信道中，FEC 有助于降低数字信号的误码率，提高了信号传输的可靠性，并避免代价高昂的数据重传。

（编辑：汽车网）

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