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
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/。
