突破極限： 摩爾斯微電子在美國(guó)約書亞樹國(guó)家公園測(cè)試 Wi-Fi HaLow

專注于 Wi-Fi HaLow 解決方案的領(lǐng)先無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司摩爾斯微電子（Morse Micro），今天宣布在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中成功利用 900MHz Wi-Fi HaLow實(shí)現(xiàn) 16 公里（10 英里）視頻連接 。該測(cè)試標(biāo)志著Wi-Fi HaLow正突破Wi-Fi技術(shù)的極限。近期摩爾斯微電子在美國(guó)約書亞樹國(guó)家公園（Joshua Tree National Park），進(jìn)行一系列嚴(yán)密的Wi-Fi HaLow測(cè)試。該公園以廣闊開放的空間和極低的射頻噪音而聞名,為探索摩爾斯微電子尖端技術(shù)的真正性能提供了理想的環(huán)境。

搭建設(shè)備：為測(cè)試做準(zhǔn)備

測(cè)試開始時(shí)，摩爾斯微電子在一處寧?kù)o的山谷邊緣安裝了一個(gè)評(píng)估套件作為接入點(diǎn)（AP）。并使用了現(xiàn)有的MM6108-EKH01 評(píng)估套件（貿(mào)澤Mouser官網(wǎng)有售），其中包含一個(gè)帶有 MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow 參考模塊的 Raspberry Pi 4。該評(píng)估套件通過標(biāo)準(zhǔn) 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。選擇這款套件，是因?yàn)槟査刮㈦娮拥哪繕?biāo)是使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備測(cè)試 Wi-Fi HaLow 覆蓋范圍的極端邊緣連接，而這套設(shè)備可部署在攝像頭等電池供電設(shè)備中。摩爾斯微電子沒有刻意使用高增益定向天線或極高的輸出功率，因?yàn)檫@樣會(huì)限制現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)操性。摩爾斯微電子還決定不調(diào)整 802.11ah 參數(shù)進(jìn)一步擴(kuò)大連接范圍，以保持互操作性和 Wi-Fi CERTIFIED HaLow的可用性。

尋找極限：計(jì)算最大理論范圍

為了確定極限所在，摩爾斯微電子根據(jù) IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間計(jì)算了最大理論范圍。接著，又計(jì)算了該范圍的最大理論吞吐量，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。利用弗里斯傳輸方程（Friis transmission equation），預(yù)計(jì)在 15.9 公里（約 10 英里）的最大范圍，信號(hào)損耗為 116 dB。

數(shù)據(jù)分析

在視頻中，可以看到摩爾斯微電子使用了以下公式計(jì)算出最大覆蓋范圍：

距離 = 速度 × 時(shí)間

Wi-Fi HaLow 射頻信號(hào)以光速傳播，而摩爾斯微電子芯片所遵循的 IEEE 802.11ah 規(guī)范規(guī)定的槽時(shí)間為 52μs。考慮到設(shè)備間的細(xì)微差異，摩爾斯微電子實(shí)現(xiàn)的允許最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間為 53μs。因此得出最大理論范圍是15.9 公里（約 10 英里）。

值得注意的是，為了提供可靠、合規(guī)、且高吞吐量的連接，所有 Wi-Fi 技術(shù)都必須遵循一些影響最大傳輸范圍的限制條件，如槽時(shí)間、CTS 超時(shí)和 ACK 超時(shí)。對(duì)于 Wi-Fi HaLow 而言，這個(gè)最大范圍限制明顯優(yōu)于任何其他 Wi-Fi 技術(shù)。

雖然從理論上講，Wi-Fi HaLow 信號(hào)可以傳播到數(shù)百公里以外的地方還能被檢測(cè)到，但符合 IEEE 802.11ah 標(biāo)準(zhǔn)要求的最大范圍仍受到槽時(shí)間參數(shù)的限制。

從理論到現(xiàn)實(shí)：測(cè)試吞吐量

接下來(lái)，摩爾斯微電子計(jì)算了最大傳輸范圍的理論吞吐量。使用MCS 速率表并根據(jù) -94 dBm 的信號(hào)強(qiáng)度，預(yù)計(jì)在 4 MHz（靈敏度 = -95 dBm）時(shí)可達(dá)到 MCS2，可提供 4.5 Mbps 的吞吐量或 4 Mbps 的 UDP MAC 吞吐量。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

在接近理想條件的約書亞樹國(guó)家公園，摩爾斯微電子在 15.9 公里（約 10 英里）的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了驚人的 2 Mbps UDP 吞吐量。這不僅是關(guān)乎維持連接，更是為支持實(shí)際應(yīng)用提供有意義的數(shù)據(jù)速率。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于隨身攝像頭的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、戶外探險(xiǎn)的對(duì)講機(jī)、農(nóng)業(yè)和礦業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案等，傳輸范圍和可靠性都至關(guān)重要的場(chǎng)景。

摩爾斯微電子在約書亞樹國(guó)家公園的測(cè)試表明，摩爾斯微電子的 Wi-Fi HaLow 不僅是優(yōu)異的數(shù)據(jù)，更是在最需要的環(huán)境中提供真正的價(jià)值。這項(xiàng)測(cè)試證明，摩爾斯微電子可以達(dá)到最大的 Wi-Fi HaLow 理論范圍，同時(shí)仍然能提供優(yōu)異且可用的吞吐量。無(wú)論在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)作業(yè)，還是在廣袤的地區(qū)部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案，Wi-Fi HaLow 都能持續(xù)可靠地運(yùn)行。

Wi-Fi HaLow 的優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)距離傳輸，更是在重要位置提供真正可用的連接。

摩爾斯微電子曾在美國(guó)加州海洋海灘（Ocean Beach）嘈雜的射頻環(huán)境中測(cè)試過 Wi-Fi HaLow。