Weightless-P：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用雙向通訊標(biāo)準(zhǔn)

許多應(yīng)用可能無法采用諸如Wi-Fi或ZigBee等現(xiàn)有無線網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)，為解決這一問題， Weightless特別興趣小組(Weightless SIG)正致力于開發(fā)低功耗廣域網(wǎng)路(LP-WAN)新標(biāo)準(zhǔn)，新的Weightless-P標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)具挑戰(zhàn)性的都會(huì)環(huán)境，可在高達(dá)2km的距離內(nèi)為以電池供電的行動(dòng)裝置或基地臺(tái)提供雙向通訊。透過聯(lián)手SIG成員 云創(chuàng)科技(M2Communication;M2COMM)提供基于現(xiàn)場(chǎng)可驗(yàn)證的技術(shù)，該新標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)可在今年第四季準(zhǔn)備就緒，并于2016年初推出

Weightless SIG執(zhí)行長(zhǎng)William Webb指出，這項(xiàng)計(jì)劃一開始源于電視“空白頻譜”(white space)作業(yè)頻率的重覆利用。“那其實(shí)是Weightless-W標(biāo)準(zhǔn)，但全球并未著眼于開發(fā)空白頻譜的可用性，因此該協(xié)議一直被擱置直到頻道可用的 時(shí)候。”SIG后來開發(fā)了Weightless-N，并在今年五月發(fā)布，瞄準(zhǔn)在高達(dá)7Km的距離內(nèi)以低資料率為IoT裝置到基地臺(tái)提供低成本的單向通訊。

“但還有一系列的應(yīng)用需要雙向通訊，”Webb說，“以便確認(rèn)訊息接收、軟體更新等。他們需要比Weightless-N更高的資料率。Weightless-P正瞄準(zhǔn)了這些市場(chǎng)需求。”

根據(jù)Weightless SIG官網(wǎng)，Weightless-P將利用窄頻通道以及12.5kHz通道的FDMA+TDMA調(diào)變，作業(yè)于免授權(quán)的sub-GHz ISM頻段。IoT裝置與基地臺(tái)的通訊將可實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，從而管理無線電資源與處理交握機(jī)制以實(shí)現(xiàn)裝置漫游?？捎玫耐ㄓ嵸Y料率能夠根據(jù)鏈路品質(zhì)與所取得的 資源，在200bps到100kbps之間調(diào)整。

至于發(fā)布該標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間表，Webb指出，目前許多技術(shù)細(xì)節(jié)都已經(jīng)到位了。“Weightless-P將重復(fù)利用Weightless-W　MAC層中的許多原則，”而實(shí)體層則根據(jù)M2COMM的RF技術(shù)，并進(jìn)一步擴(kuò)展范圍。

M2COMM 技術(shù)發(fā)言人Fabien Petitgrand表示，原始技術(shù)瞄準(zhǔn)在100m左右中等范圍，為IoT裝置(數(shù)位價(jià)格標(biāo)簽)提供室內(nèi)覆蓋。這些數(shù)位價(jià)格標(biāo)簽采用電子墨水(e- ink)或LCD顯示器，能夠取代商店貨架上的紙類價(jià)格標(biāo)簽， 讓商店得以透過無線方式調(diào)整產(chǎn)品價(jià)格。這項(xiàng)技術(shù)的其他主動(dòng)式應(yīng)用還包括工廠中的生產(chǎn)批次的資訊顯示器，提供包括即時(shí)狀態(tài)與待處理的下一個(gè)步驟等資訊。由于 這是一種雙向的通訊，這些顯示器還能整合感測(cè)器，監(jiān)測(cè)貨品的環(huán)境狀況。雙向通訊還可實(shí)現(xiàn)訊息傳送驗(yàn)證以及單向通訊無法支援的其他安全功能。

雖 然Weightless-P是從M2COMM的技術(shù)發(fā)展而來的，但Petitgrand強(qiáng)調(diào)它也不是照單全收。“Weightless還重新利用在我們系 統(tǒng)中的一些技術(shù)，例如其低功耗作業(yè)模式，而且還使其更為先進(jìn)。它其實(shí)更像是從頭開發(fā)起的技術(shù)，而不是重復(fù)利用。”Petitgrand并指出，參與定義這 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的成員們“都有豐富的經(jīng)驗(yàn)，也清楚地知道開發(fā)的目的以及如何實(shí)現(xiàn)。”他預(yù)期，一旦這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)完成，M2COMM將為符合新標(biāo)準(zhǔn)而準(zhǔn)備好調(diào)整其晶片設(shè) 計(jì)，最早在2016年初推出Weightless-P硬體。

Petitgrand表示，目前雖然還有其他的LP-WAN方案可用或正開發(fā) 中，也有手機(jī)系統(tǒng)到IoT等應(yīng)用，但Weightless-P標(biāo)準(zhǔn)具有一些關(guān)鍵差別。“IoT的趨勢(shì)正朝向采用上行鏈路但小量資料傳輸?shù)拇罅垦b置發(fā)展， ”Petitgrand指出，Wi-Fi并不是為大量利用同一接取點(diǎn)(AP)的裝置而設(shè)計(jì)的，網(wǎng)格網(wǎng)路也無法擴(kuò)展到給幾千個(gè)裝置應(yīng)用，而行動(dòng)網(wǎng)路要處理許 多裝置同時(shí)傳送簡(jiǎn)短訊息的話，開銷又太大了。

Petitgrand并指出，Weightless-P專為服務(wù)于工業(yè)IoT(IIoT)應(yīng) 用而設(shè)計(jì)，在這一類應(yīng)用中，雙向通訊至關(guān)重要。諸如SigFox與LoRa等系統(tǒng)并不能在所宣稱的最大范圍內(nèi)確?？煽康碾p向通訊，“隨著用戶數(shù)目增加，干 擾與雜訊隨之提升，從而影響傳輸范圍。”因此，他說，Weightless-P網(wǎng)路的同步本質(zhì)則由于為裝置提供了預(yù)定的接取時(shí)間，從而避免了這一類的干 擾。

Webb進(jìn)一步指出，相較于許多替代標(biāo)準(zhǔn)，Weightless-P是一項(xiàng)開放的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)在幾個(gè)月內(nèi)就可正式啟用。 “Weightless-P將會(huì)相當(dāng)接近于LoRa 標(biāo)準(zhǔn)，但LoRa的晶片組是專有的，而不是一項(xiàng)真正的開放標(biāo)準(zhǔn)。”至于像802-11ah或LTE Category M等懸而未決的開放LP-WAN標(biāo)準(zhǔn)，“其他提議的標(biāo)準(zhǔn)才剛起步，還不至于成為競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)。”

Webb指出，開發(fā)人員必須加入Weightless SIG成為會(huì)員，才能在標(biāo)準(zhǔn)就緒時(shí)取得Weightless-P，以及參與SIG正發(fā)展中的互通作業(yè)性認(rèn)證程序。不過，針對(duì)Weightless-P裝置的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，目標(biāo)并不需要授權(quán)費(fèi)也不存在任何限制。