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挑戰極限:摩爾斯微電子於美國加州約書亞樹國家公園測試Wi-Fi HaLow

本文作者:摩爾斯微電子       點擊: 2024-09-13 11:06
前言:
透過採用900MHz頻段的Wi-Fi HaLow實現16公里(10 英里)的影像傳輸
2024年9月13日--業界領先的無晶圓廠半導體公司暨Wi-Fi HaLow技術創新廠商摩爾斯微電子(Morse Micro)一直致力於挑戰Wi-Fi技術的極限。其最近在美國加州約書亞樹國家公園(Joshua Tree National Park)進行了一連串嚴格的Wi-Fi HaLow測試。該地點以廣闊的開放空間和極低的射頻干擾聞名,為探索摩爾斯微電子尖端技術的真正效能提供了理想的環境。 
   
 
場景設置:測試準備
在本次測試中,摩爾斯微電子於一處寧靜的山谷邊緣架設了一個評估套件,作為存取點(AP)。其使用現有的MM6108-EKH01評估套件(可在Mouser上購買),其中包含一台搭載MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow參考模組的Raspberry Pi 4。該評估套件透過標準的1 dBi低增益全向天線輸出21 dBm(125mW)的功率,總等效輻射功率為22 dBm。這套設備可部署在攝影機等電池供電的裝置中,使摩爾斯微電子能利用標準設備來測試Wi-Fi HaLow在極限邊緣的連線能力。摩爾斯微電子刻意不使用高增益定向天線或極高輸出功率,以避免限制實際應用中的可用性。此外,其亦決定不為了進一步增加範圍而調整802.11ah參數,以保持互通性並確保符合Wi-Fi CERTIFIED HaLow。

尋找極限:計算最大理論範圍
為了確定邊緣所在,摩爾斯微電子根據IEEE 802.11ah標準規定的最大運行時間計算了最大理論範圍。接著,其計算了在該範圍內的最大理論傳輸速率,這個計算考慮了模組輸出功率、天線增益以及自由空間路徑損耗。摩爾斯微電子運用弗里斯(Friis)傳輸方程式,預估在最大範圍15.9公里(約 10 英里)處,訊號損耗將達到 116 dB。

數據分析
在隨附的影片中,摩爾斯微電子使用以下公式來計算最大範圍:距離 = 速度 × 時間*

Wi-Fi HaLow的射頻訊號以光速傳播,而摩爾斯微電子晶片所遵循的IEEE 802.11ah規範規定52微秒的槽時間。考量到設備間的微小差異,其實作允許最長53微秒的運行時間,因此最大理論範圍達到15.9公里(約 10 英里)。

值得注意的是,為了提供可靠、合規且高傳輸率的連線,所有Wi-Fi技術皆須遵守一些會影響最大傳輸範圍的限制,例如槽時間、CTS超時和ACK超時等。但對於Wi-Fi HaLow而言,其最大範圍限制遠優於其他Wi-Fi技術。

雖然Wi-Fi HaLow訊號理論上可以在極遠的距離(數百公里)內傳輸並被偵測到,但符合IEEE 802.11ah標準要求的最大範圍仍會受到槽時間參數的限制。

從理論到現實:測試傳輸率
接下來,摩爾斯微電子計算了在最大範圍內的理論傳輸率。根據其MCS速率表以及-94 dBm的訊號強度,預期在4 MHz下能達到MCS2(靈敏度為 -95 dBm),這能提供4.5 Mbps的傳輸率,或4 Mbps的UDP MAC傳輸率。

實地測試成果
在約書亞樹國家公園近乎理想的條件下,摩爾斯微電子在15.9公里(約 10 英里)的範圍實現驚艷的2Mbps UDP傳輸率。此測試的目的不僅是要保持連線,還要確保提供足夠的資料傳輸率,以支援實際應用。這項技術可應用於對傳輸範圍和可靠性有嚴苛要求的場景,例如穿戴式攝影機的點對點通訊、戶外探險用的對講機,或是農業和礦業的物聯網解決方案。

摩爾斯微電子在約書亞樹國家公園的測試展現了其Wi-Fi HaLow技術不僅能達到一系列優異的數據表現,還能在最需要的環境中提供實際價值。此次測試證明摩爾斯微電子可以達到Wi-Fi HaLow的最大理論範圍,同時提供優異且可用的傳輸率。無論是在偏鄉地區工作,或是在廣闊的地區部署物聯網解決方案,Wi-Fi HaLow皆能持續穩定地發揮效能。

請點此觀看完整影片。Wi-Fi HaLow優勢不僅在於長距離傳輸,更在於在關鍵時刻提供穩定可靠的連線。

摩爾斯微電子亦曾在射頻干擾較多的加州海洋海灘(Ocean Beach)測試過Wi-Fi HaLow。欲了解非偏鄉地區部署,請點此觀看該段影片。 

關於摩爾斯微電子
總部位於澳洲雪梨的摩爾斯微電子是業界領先的Wi-Fi HaLow無晶圓廠半導體公司,並在全球各地設有分公司。該公司作為世界頂尖的Wi-Fi HaLow公司,引領物聯網(IoT)的次世代無線網路解決方案。摩爾斯微電子已開始提供Wi-Fi CERTIFIED HaLow MM6108晶片樣本,這是市面上速度最快、體積最小、功耗最低且傳輸距離最長的Wi-Fi HaLow晶片。欲了解更多資訊,請至https://www.morsemicro.com/
 
 

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