Rango operativo de sistemas LPWAN sin licencia

¡Hola a todos los queridos lectores de Habr!





Para analizar más a fondo la eficiencia energética, primero tendremos que comprender el concepto de rango operativo para sistemas LPWAN sin licencia.





LPWAN se traduce como "red de bajo consumo de una gran área de cobertura", lo que significa que el consumo de energía, y por lo tanto la eficiencia energética, se considera solo en conjunto con el alcance de los dispositivos. El rango de operación de LPWAN es necesario para reducir el costo de la infraestructura de red, de modo que una puerta de enlace receptora pueda servir a tantos dispositivos como sea posible y no aumente en gran medida la sobrecarga por sensor.





Por ejemplo, si estimamos que el alcance de LoRaWAN en una ciudad es de unos 5 km y Bluetooth es de 35 metros, entonces el área de cobertura de Bluetooth será 20 mil veces menor. Al mismo tiempo, la energía del mensaje LoRaWAN es aproximadamente el mismo número de veces que la de Bluetooth; esto significa que la eficiencia energética reducida al área de cobertura de LoRaWAN y Bluetooth tiene aproximadamente los mismos valores.





Este resultado es totalmente compatible con las leyes físicas de la difusión de información a través de un canal de radio. La conocida limitación de Shannon sobre la velocidad de transmisión de información en el aire se puede interpretar en la siguiente formulación: 





El área del área de cobertura del receptor, en igualdad de condiciones, es inversamente proporcional a la velocidad de transmisión de información y prácticamente no depende del tipo de modulación utilizada. 





Bluetooth funciona rápidamente, pero a poca distancia; Para garantizar la comunicación en el área de operación de una puerta de enlace LoRaWAN, deberá instalar una gran cantidad de puertas de enlace Bluetooth, aproximadamente igual a la proporción de áreas de cobertura: 20.000.





Entonces, ¿cuál es la gama de sistemas LPWAN comunes? Si buscas en Google, puedes encontrar información muy contradictoria, por un lado:





  • "¡766 km es un nuevo récord de alcance para LoRaWAN!"





  • « : 30-50 (3-10 )»





  • « 10 , 50 »





:





  • « – 10 »





  • « – 3.8 »





  • « 500 »





. ,  LPWAN  . , .





 LPWAN 

 LoRa.





, .  LoRaWAN  868 .  AX5243  ON Semiconductor. 1 2.





Fig 2. Dependencia de la sensibilidad del receptor en la velocidad en baudios para LoRaWAN y AX5243
2. LoRaWAN AX5243

2 1. , , :   , , .  , .





 LoRa , , , . .





, , ,  LPWAN . :





. , , . 





868 .  LPWAN  . 14 dbm. 6 dbi, 3 db, 1 . -137 dbm  LoRaWAN, -142 dbm  SigFox  -145 dbm  «» UNB  , , GoodWAN ( -145 dbm  ).  indoor  15 db ( , ).





, , , , 1-20 ( 2 20 , ). : , . 





, . , 60 , 15 . , ! , , ,  LPWAN  . , , , 10  outdoor .





 LPWAN  , , , .





,  LPWAN .





 LPWAN  433 .   06 2021 400 800 . 433- . .





433. 12,5 dbm, 3 db ( ),  indoor , , 3 db.





 LPWAN  , .





 indoor  . 2 5.





? .





- . , , . , , . 





 LPWAN , , , .  LPWAN  , , 3.





  1.  LPWAN , . , .





  2. , .





  3.  UNB  2-3  LoRaWAN





  4. Indoor  outdoor  – ,  indoor  2-3 .  LPWAN  .





  5. La transición a un rango de frecuencia más bajo de 868 a 433 MHz está asociada con la necesidad de utilizar antenas de grandes dimensiones en los dispositivos finales, pero permite aumentar el área de cobertura en aproximadamente 2,4 veces para los dispositivos de interior en el primer y semisótano. de edificios.








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