频谱连接基于无线的物联网应用
基于联盟链的端边云协同电磁频谱管
I G I T C W电波 卫士Radio Wave Guard6DIGITCW2022.120 引言针对未来超大规模、超密部署的工业互联网和物联网无线设备接入需求，新一代移动通信系统面临频谱资源短缺的严峻挑战[1]。
因此，设计动态且灵活的频谱共享接入策略，对特定区域的频谱资源进行动态监测和评估，减少违规用频和非法干扰的产生，在降低系统监管开销的同时，实现对频谱资源的高效利用至关重要[2]。
传统的频谱监测网络与频谱接入策略推理应用相互独立，使得精确的动态频谱共享基本无法实现[3]。
鉴于目前大多数频谱使用设备无法实时获取所在区域详细的电磁环境状态信息，只能按照传统的静态许可方案使用频谱资源[4]。
为了实现精确的频谱动态共享，一方面需要频谱使用设备和频谱感知设备之间的数据互联互通[5]；另一方面需要海量的频谱感知设备参与频谱监测工作，以便频谱数据在时域、频域和空域实现更高的分辨率和覆盖率[6]。
区块链技术的出现和发展为实现上述安全、高效、动态的频谱管理提供了新的可能[7]。
目前区块链系统可分为公有链、私有链和联盟链[8]。
联盟链是一种许可区块链，每个用户在请求接入网络之前都需要先进行注册认证，每个频谱区块的添加由拥有记账权的预选节点通过共识验证共同完成[9]。
因此，为缓解系统计算和存储压力，适应不断增长的用户规模，联盟链更加适合构建安全、可信、高效的分布式电磁频谱管理系统[10]。
基于联盟链的端边云协同电磁频谱管理系统设计王春琦1，丁晓欢2，王 豪1，张 明1，钱肇钧1（1.国家无线电监测中心，北京 100037；2.成都飞机工业（集团）有限责任公司，四川 成都 610073）摘要：针对未来超大规模、超密部署的物联网设备无线接入需求，新一代移动通信系统正面临频谱资源短缺的严峻挑战，研究动态且灵活的频谱共享策略至关重要。
文章利用区块链技术，提出一种基于联盟链的端边云协同电磁频谱管理系统体系架构，通过对特定区域的频谱资源进行实时监测评估和动态规划调整，以安全、可信、高效的分布式数据库支持合作频谱设备之间精确的频谱共享，减少违规用频和非法干扰的产生，在降低系统监管开销的同时实现对频谱资源的高效利用。
移动通信的动态频谱共享
移动通信的动态频谱共享移动通信技术的广泛应用和快速发展，促使频谱资源日益紧张。
为了更好地满足用户对通信服务的需求，动态频谱共享的概念应运而生。
本文将探讨移动通信的动态频谱共享及其对通信产业的影响。
一、动态频谱共享的定义与原理动态频谱共享是指通过智能的频谱管理技术，实现对频谱资源的共享和优化利用。
其原理是将频谱资源从传统的静态分配中解放出来，实现灵活的频谱分配和接入控制，以提高频谱的利用效率和容量。
二、动态频谱共享的优势1. 高效利用频谱资源：动态频谱共享采用智能的频谱管理算法，可以根据实际需求优化分配频谱资源，减少频谱的浪费，提高频谱利用效率。
2. 提升通信容量：通过动态频谱共享，可以更加灵活地分配频谱资源，提高网络容量，满足用户大数据传输和高速通信的需求。
3. 降低通信成本：通过合理的频谱管理和共享，可以降低通信运营商的频谱获得成本，减少通信服务的价格，使通信服务更加普惠和可负担。
三、动态频谱共享的应用场景1. 5G网络：作为下一代移动通信技术，5G网络的部署离不开动态频谱共享技术的支持。
由于5G通信需要更大的频带宽度和更高的频谱效率，动态频谱共享可以帮助实现5G网络的高质量覆盖和大规模连接。
2. 物联网（IoT）：动态频谱共享在物联网中的应用，可以实现设备之间的无线连接和资源共享。
通过灵活的频谱管理，可以适应不同种类和规模的物联网设备，实现高效的通信和数据传输。
3. 窄带物联网（NB-IoT）：NB-IoT是一个适用于窄带物联网的低功耗广域网络标准。
动态频谱共享可以提供更多的频谱资源以支持NB-IoT设备的连接，实现低功耗和长距离的通信覆盖。
四、动态频谱共享的挑战与解决方案1. 频谱管理：动态频谱共享需要建立更加灵活和智能的频谱管理系统，在频谱分配、接入控制和干扰管理方面进行优化和创新。
2. 安全性和隐私保护：动态频谱共享需要考虑频谱资源的安全性和隐私保护，防止频谱资源被非法占用和滥用。
加密和认证技术可以用来保护频谱资源的安全。
物联网控制技术2版ppt-第1章物联网控制技术
第1章 概述：自动控制与物联网控制
1.3 物联网控制系统的概念
物联网控制系统是以物联网为基础的计算机控制 系统。
物联网是由各种具备联网能力的设备经由相互连 接构成复杂网络结构。
在物理世界中存在大量需要控制其工作状态的物 理设备，而控制论是一种表征和实现对复杂世界控制 的方法。
其中数字计算机及A/D、D/A转换器等统称为计算 机系统。它的主要作用是，根据接受的被控对象以 及外界的有关信息，按选定的算法进行变换处理并 产生必要的控制指令输出作用于被控对象。
22
第1章 概述：物联网控制技术的概念
1.4.1 计算机控制系统的硬件组成
包括:计算机、外部设备、测量装置以及执行装置。图中点画线 框所包围部分为实时控制所必需的计算机系统的最小配置。
• 由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解 释这一现象。
• 为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之 久。
第1章 概述：自动控制与物联网控制
自动控制理论的开端
• 1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出： • 不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制
的不稳定。 • 建立系统微分方程，分析微分方程解的稳定性，从而
网络遥操作
遥操作技术虽然是为了处理核原 料提出来的，但它的应用范围现在 已经扩展到多个领域：
①人类不能直接到达的场合， 比如深海、距离很远的外层太空 等；
②对人类有害的场合，比如有 核辐射的地区；
③延长专业人员的服务范围， 比如远程医疗、远程手术等，通 过这种方式可以把专家的技术服 务范围延伸到全球。
17
第1章 概述：自动控制与物联网控制 1.3 物联网控制系统的概念
无线电频谱监测与管理系统的设计与实现
无线电频谱监测与管理系统的设计与实现一、引言在无线电通信领域，为了保障电波资源的合理利用和管理，频谱监测及管理成为了一项重要工作。
随着技术不断的发展，无线电频谱监测与管理系统也变得越来越智能化和自动化。
本文将介绍无线电频谱监测与管理系统的设计与实现。
二、无线电频谱监测系统无线电频谱监测系统主要用于监测和分析无线电频谱中的信号特征，提供给用户多种数据分析和信道监测功能。
主要包括如下几个部分：1.收发控制：用于控制无线电信号的接收和发送，主要包括广播、调频、调幅、数字信号等。
2.解/调制：对接收到的信号进行解调或调制，使其转换为数字信号，方便后续的数据分析和处理。
3.数据采集：采集所接收到的信号，包括其频率、强度、调制方式等信息，并进行分析和处理。
4.信号识别：判断和识别信号的种类及其发送方，从而确定该信号的合法性和安全性。
5.调频跟踪：对于频率反复变化的信号，可以进行跟踪和定位，提高跟踪效果，确保频谱利用效率和安全性。
6.报警和监控：监控无线电频谱中的信号情况，并对于重要或突发信息提供报警提示，以便及时处理。
三、无线电频谱管理系统无线电频谱管理系统主要用于调度和管理无线电频谱资源，确保其合理利用和安全管理。
主要包括如下几个部分：1.频率规划：根据无线电频率规划，对不同类型的无线电信号进行分类和分析，确定其使用频段和频率范围。
2.频率分配：对于不同类型的无线电设备，分配相应的频段和频率资源，确保资源得到合理的利用和管理。
3.频率控制：对于已经分配的频率资源，进行监控和管理，防止频率干扰和碰撞，确保无线电通信的正常运行。
4.频率指挥：对于无线电通信中的重要信息和紧急情况，进行指挥和调度，协调各个站点之间的通信和资源利用。
5.频谱使用监督和管理：对于无线电通信中的各种信号情况进行监督和管理，及时发现和处理违规行为，维护无线电通信的正常秩序和安全环境。
四、无线电频谱监测与管理系统的实现在实现无线电频谱监测与管理系统时，需要考虑到以下几个方面：1.硬件平台的搭建：采用高性能的计算机、高灵敏度、高抗干扰的接收机等硬件设备，确保高效、准确地进行信号分析和数据采集等工作。
物信部公示5G频段,无线频谱那些事(附无线通信频率表)
物信部公示5G频段,无线频谱那些事（附无线通信频率表）频谱资源是移动通信的命脉，是血液，所有的移动应用和服务都得靠它。
近日，工信部发布了《公开征求对第五代国际移动通信系统（IMT-2020）使用3300-3600MHz 和4800-5000MHz频段的意见》。
拟在3300-3600MHz和4800-5000MHz两个频段上部署5G。
以下是《征求意见稿》的相关内容：1、中国5G测试进程2012年底我国和国际同步启动5G研发，2015年9月我国完成了5G第一阶段试验，也就是一些技术概念的验证和测试。
2016年底进入到第二阶段试验，更加注重技术方案的集成度和可实现性，也就是把这些技术集成在一起，对5G性能、指标进行试验。
5G频率方面，2016年4月26日工信部推动批复了在3.4-3.6GHz频段开展5G系统技术研发试验，同时工信部开展了其他有关频段的研究协调工作。
工信部信息通信发展司司长闻库表示，我国5G的第二阶段技术研发试验，重点开展面向移动互联网、低时延高可靠和低功耗大连接这三大5G典型场景的无线空口和网络技术方案的研发与试验，并将引入国内外芯片和仪表厂商，共同推动5G产业链成熟，二阶段试验预计到2017年底完成。
二是进一步加大技术研发、开放合作、融合创新的力度，在ITU和3GPP的框架下，积极推动形成全球统一的5G标准，与国内外产业界共同推动移动通信产业的发展。
2、世界5G频谱重要进程（1）、GSMA发表通用5G频谱声明2016年11月，在筹备2019年世界无线电通信大会过程中，全球移动通信协会(GSMA)认为各政府必须商定足够的协调频谱，以实现最快的5G速度、价格适宜的设备和国际漫游，而不受跨境干扰。
GSMA概述了以下内容：●Sub-1GHz将支持城市、郊区和农村地区的广泛覆盖，并支持物联网(IoT)服务。
●1-6GHz范围提供了覆盖和容量优势的良好组合，包括3.3-3.8GHz范围内的频谱，预计将成为许多初始5G服务的基础。
物联网常见通讯技术介绍
物联网常见通讯技术介绍随着物联网技术的不断发展，物联网通讯技术已经成为整个物联网生态的重要组成部分。
物联网通讯技术为物联网设备提供了一个可靠和高效的通信手段，包括传感器网络、蜂窝网络、Wi-Fi和蓝牙等。
本文将介绍物联网常见通讯技术，主要包括传感器网络、蜂窝网络、Wi-Fi和蓝牙。
一、传感器网络传感器网络是一种低功耗、低速率、短距离无线通信技术，其主要用途是对物理环境进行监测和控制。
传感器网络通常由许多小型传感器节点组成，每个节点都能够进行信号检测、采集和传送，通过通信网络相互连接，最终形成一个完整的传感器网络。
传感器网络通常被使用在监测环境、控制机器人、追踪移动目标等方面。
传感器网络通常通过三种方式来组织结构：平面型、自组织型和层次型。
平面型结构由许多节点组成一个面状结构，它的通信方式是通过直接连接相邻节点来传输信号。
而自组织型结构则是在没有任何组织或中央控制的情况下自动组成一个网络，节点间通过中继传输数据。
层次型结构通常由多个平面型结构组成，具有更高的可扩展性和可用性。
传感器网络通常使用无线传输技术进行通讯，如Zigbee、Z-Wave和6LoWPAN 等。
1. ZigbeeZigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，旨在为各类低功耗设备提供无线通信服务。
Zigbee通信协议采用网状结构，即每个节点都可以作为中继，形成一个可靠的、具有高可扩展性的网络。
Zigbee协议具有高度灵活性和可定制性，可以为各种应用场景提供不同的数据传输速率、带宽和通信距离等参数。
2. Z-WaveZ-Wave是一种基于低功耗的无线通信技术，使用子1GHz频段的无线电波进行通信。
Z-Wave协议的特点是具有自组网和自动网络技术，具有高可靠性和高安全性。
Z-Wave协议可以为各种低功耗设备提供无线通信服务，包括智能家居设备、门窗传感器和智能电表等。
3. 6LoWPAN6LoWPAN是一种基于IPv6协议的低功耗无线个域网通信协议，其主要用途是将IPv6协议应用于低功耗无线设备的通信中。
物联网通信技术--60GHz
3.8.1 60GHz通信技术概述
英特尔还和Broadcom、Atheros等领先的WLAN 芯片厂商于2009年初在IEEE 802委员会里成立 了毫米波WLAN标准化工作小组TG ad(Task Group ad)。 TG ad工作小组组长、英特尔首席工程师Eldad Perahia表示：“毫米波通信可以作为现有WLAN 标准802.11n的互补技术，适用于家庭、办公室 等多种场合。”
3.8.1 60GHz通信技术概述
PC、WLAN以及便携设备等行业的众多厂商都对 毫米波通信寄予厚望的最大原因是该技术能够提 供较宽的带宽。在60GHz频段内，全球无需许可 即可免费使用的带宽可达7GHz~9GHz。 由于可使用如此宽的带宽，因此很容易就能实现 较高的数据传输速率。即使采用低阶调制方式， 也能够确保3Gbps~5Gbps的传输速率。对于 WirelessHD来说，使用这样的带宽就可以实现非 压缩高清视频的传输，有望取代HDMI线缆。
物联网通信技术近距离通信技术60ghz技术3860ghz通信技术38160ghz通信技术概述38260ghz通信技术原理38360ghz通信技术标准化现状38460ghz通信技术应用?在无线通信频谱资源越来越紧张以及数据传输速率越来越高的必然趋势下60ghz频段无线短距通信技术也越来越受到关注成为未来无线通信技术中最具潜力的技术之一
3.8.2 60GHz通信技术原理
（1）60GHz信号传播特性
① 极大的路径损耗 ② 氧气吸收损耗高 ③ 绕射能力差，穿透性差
表
物 质
障碍物穿透损耗
60GHz 2.4dB/cm 5.0dB/cm 11.3dB/cm 31.9dB/cm 2.5GHz 2.1dB/cm 0.3dB/cm 20.0dB/cm 24.1dB/cm
面向泛在电力物联网的5G通信技术原理与典型应用
面向泛在电力物联网的5G通信技术原理与典型应用一、概述随着科技的快速发展，人类社会正逐步迈向一个万物互联的新时代，物联网技术在此过程中扮演着至关重要的角色。
电力物联网作为物联网领域的重要分支，对于实现电力系统的智能化、自动化和高效化运行具有重要意义。
面向泛在电力物联网的5G通信技术，作为新一代通信技术，以其高速率、低时延、大连接数等特性，为电力物联网的发展提供了强有力的支撑。
5G通信技术以其独特的优势，如高带宽、低时延和高可靠性，为电力物联网带来了前所未有的发展机遇。
在电力系统中，5G技术可以应用于智能电网、分布式能源、电力设备的远程监控与维护等多个领域，实现电力系统的智能化管理和优化运行。
本文将对面向泛在电力物联网的5G通信技术原理进行详细介绍，包括5G网络架构、关键技术、协议栈等方面。
同时，还将探讨5G通信技术在电力物联网中的典型应用案例，如智能电网中的数据传输、分布式能源系统中的远程监控、电力设备状态监测与维护等。
通过对这些案例的分析，旨在展示5G通信技术在电力物联网中的重要地位和作用，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
在未来，随着5G技术的不断发展和完善，相信其在电力物联网领域的应用将会更加广泛和深入，为电力系统的智能化和高效化运行做出更大的贡献。
1. 泛在电力物联网的概念与发展随着科技的日新月异，物联网（IoT）技术已经渗透到我们生活的方方面面，而泛在电力物联网（UEIOT，Ubiquitous Electric Internet of Things）则是物联网技术在电力领域的深度应用。
泛在电力物联网是指在电力系统的各个环节中，通过应用移动互联网、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各环节的万物互联、人机交互，从而构建出具有全面状态感知、信息高效处理、应用便捷灵活等特征的智慧服务系统。
泛在电力物联网的提出，源于电网公司对数字化转型的深刻理解和前瞻布局。
特别是在2019年，国家电网公司做出了全面推进“三型两网”建设的战略部署，旨在加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业。
Lora技术中的信道规划与频率配置指南
Lora技术中的信道规划与频率配置指南随着物联网的迅猛发展，越来越多的设备需要进行低功耗广域网通信。
作为一种远距离、低功耗的通信技术，Lora（Long Range）技术因其出色的性能而备受关注。
在使用Lora技术进行通信时，信道规划与频率配置是非常关键的环节。
本文将深入探讨Lora技术中的信道规划与频率配置指南。
一、Lora技术简介Lora技术是一种适用于物联网设备的无线通信技术。
它在传输距离和能耗上都有独特的优势，使其成为物联网应用中的理想选择。
与传统的无线通信技术相比，Lora技术能够以更低的功耗实现更远距离的通信，这得益于其使用了较长的脉冲持续时间和较低的速率。
Lora技术采用了扩频调制方式，通过将信号在频谱上展开来提高抗干扰能力。
此外，Lora技术还具有优秀的抗多径衰落性能，能够在恶劣的信道环境下保证可靠的通信连接。
这使得Lora技术在城市、农村、甚至是山区等复杂环境中都能发挥出色的通信效果。
二、Lora技术中的信道规划1. 信道定义在Lora技术中，信道是指频谱上的一个窄带区域，用于发送和接收数据。
在进行信道规划时，首先需要确定可用的信道带宽。
一般来说，Lora技术的信道带宽可选为125kHz、250kHz和500kHz。
较宽的带宽可以提供更高的传输速率，但也会增加干扰和功耗。
2. 频率计划Lora技术在不同地区的频率规划是互不相同的，因此，在进行频率配置时需要参考相应的频率计划。
例如，在欧洲地区，Lora技术使用863-870MHz的频段，其中定义了多个信道。
每个信道在频率轴上相互错开，从而减少相邻信道间的干扰。
3. 信道选择在进行信道选择时，需要考虑多种因素。
首先，需要避开已被其他设备占用的频率。
其次，需要考虑信道的信号强度和传输距离。
一般来说，信号强度越低，传输距离越远，但受干扰的可能性也越高。
因此，需要根据实际情况综合考虑这些因素。
三、频率配置指南1. 合理分配信道为了提高系统的扩展性和可靠性，建议将可用频段平均分配给不同的信道。
物联网通信技术--WiFi
3.7.2 WiFi技术原理
WiFi 的实现至少需要一个Access Point（AP） 和一个或一个以上的client。AP 每100ms将 SSID（Service Set Identifier）经由beacons （信号台）封包广播一次，beacons封包的传输 速率是1 Mbit/s（ WiFi的最低传输速率），并且 长度相当的短，这个广播动作对网络效能的影响 不大。 所有的WiFi client端都能收到这个SSID广播封包， client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP 连线。使用者可以设定要连线到哪一个SSID。
3.7.3 WiFi技术协议体系
IEEE 802.11i IEEE 802.11i标准是结合IEEE 802.1x中的用户 端口身份验证和设备验证，对无线局域网 MAC 层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴 权机制，以改善无线局域网的安全性。IEEE 802.11i新修订标准主要包括两项内容：“Wi-Fi 保护访问”(WPA)技术和“强健安全网络”。 Wi-Fi联盟计划采用 802.11i标准作为WPA的第 二个版本，并于2004年初开始实行。
3.7.1 WiFi技术概述
WiFi的起源
目前 WiFi 联盟在世界各地拥有200多会员公司， 并且从2000 年月开始认证以来，已经有 865 个 产品通过了认证。 WiFi 联盟会员的目标是以产品的互操作性来增 进用户经验。
3.7.1 WiFi技术概述
WiFi技术特点
WiFi技术在开放性区域，通信距离可达305米， 在封闭性区域，通信距离为76米到122米，方便 与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。 WiFi技术传输的数据安全性能比蓝牙差一些，传 输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达 到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
频谱连接基于无线的物联网应用
美国爱特梅尔公司董事
MagnusPedersen
低功耗无线数据通讯的使用已经深入到我们日常忙碌生活的方方面面。从无线遥控玩具、婴儿监视器到
家庭自动化应用，很多该类设计都采用2.4GHz无线射频频谱，且受IEEE802.15.4标准管辖。与Wi-Fi
和蓝牙不同，该标准旨在支持需要短距离和低数据率的大量的可能应用，所针对的是极低功耗的产品，
且无需对电池进行任何维护，就能够连续运转多年。所针对的是极低功耗且无需进行任何维护，，就能
够连续运转多年。
射频频谱也称为ISM频段（工业、科学和医疗），该特定领域已太过热门。微波炉、无线路由器及蓝
牙耳机等已与其实现一切共享，需要开发更多频谱以适应通信链路可靠性和数据吞吐量的递增需求。虽
然通过使用诸如频道切换和扩展频谱的使用，链级协议已经专门用于更好地抵抗干扰，，但这可能会影
响数据速率。
当2003年发布第一个IEEE802.15.4标准时，规定2.4GHz频段16个信道，在868MHz频段1个信道，
在928MHz频段10个信道。该标准的最近更新已扩大了可用的sub-1GHz信道的数量。最初面向欧洲
和北美，这些新信道的数量正在欧洲（3个信道）和北美（30个信道）扩展。
最新版IEEE802.15.4标准也为中国（779至787MHz）和日本（915至930MHz）sub-1GHz的频谱提供
支持。除为ISM应用提供更多有效的频谱外，769至935MHz频率的使用也在建筑物内提供更可靠的传
播特性；理想上适合于一些应用程序，例如智能计量、工业照明和环境控制。802.15.4调变技术的最新
进步，也使得潜在数据吞吐速率由20/40kb/s增加到100kb/s/250kb/s。
引领sub-1GHz应用发展的是新的无线收发器集成电路（IC），例如AtmelAT86RF212B装置。此低功
耗、低压769至935MHz收发器，专门为ZigBee/802.15.4、6LoWPAN和高速ISM应用而设计。一个完
整的SPI-天线方，则所需的外部元件仅是一个晶体、旁路电容器和天线。所有模拟无线电、数字调制/
解调及数据缓冲均在芯片上发生。
该收发器也整合了板载128-bitAES加密引擎，24us内可提供16字节。
图1-AtmelAT86RF212B单芯片无线电收发器方块图
XTAL1 XTAL1
TXPower
发射功率
VoltageRegulator
电压调节器
Mixer
混频器
FrequencySynthesis
频率合成
FTN,BATMON
四端网络，BATMON
AnalogDomain
模拟域
ConfigurationRegisters
配置寄存器
TXBBP TXBBP
SPI(Slave)
SPI（伺服）
TRXBuffer
TRX缓冲器
ControlLogic
控制逻辑
DigitalDomain
数字域
除支持当前IEEE802.15.4调制方案外，AT86RF212B也支持适用于高速ISM应用且高达1000kb/s的专
有数据速率。
如同任何无线设计一样，射频性能对接收器灵敏度和发射机功率都至关重要。综合这两个参数，“链路
预算”规定了无线系统的范围和稳健稳健性。链路预算越高，可实现的范围越好，额外边缘援助提供一
个更稳固的方法。链路预算指接收机灵敏度与发射输出功率间的动态区域。例如，AtmelAT86RF212B
无线电收发器装置的接收器灵敏度为-110dBm，发射机输出功率为+10dBm，因此其链路预算为120dB。
链路预算矩阵的另一方面是，接收器灵敏度将受数据速率和工作频率的影响。虽然对短距离使用来说并
不是很重要，
但要满足恶劣环境下对系统的坚固性需求，要求单个电池在无需维护的情况下运行多年，有关于此的设
计可能会受到影响。例如煤气表和水表、工业照明控制、环境监控和高达1000kb/s的其他专有系统。
为设计选择合适的数据速率也影响范围和功耗。例如，将数据速率从1000kb/s降低到20kb/s可使范围
增加6倍。但是，本文的重点是，通过将频率从2400MHz减少到915MHz从而使范围增加2.6倍。
图2-自由频谱区域与频率对比
AT86RF233 AT86RF212B
单位
频段
2400 915 MHz
发射功率
+3 +3 dBm
调制
O-QPSK O-QPSK
数据速率
250 250 kb/s
灵敏度
-101 -101 dBm
链路预算
104 104 dB
自由频谱区域
1.6 4.1 km
虽然增加一个外部前端阶段将增加范围和链路稳健性，但这也会增加功耗。这将需要仔细考虑，如何平
衡许多潜在应用和实际使用中可能遇到的个案。在此情况下，可能需要额外的控制元件，将控制与选择
的收发器相结合。例如，AtmelAT86RF212提供了必要的逻辑信号，便于在无任何固件交互时对外部
RF前段进行自动控制。
接入可在室内任何位置安装的智能仪表时，需考虑系统的天线位置。无线信号有多条路径，通过Wi-Fi
我们了解到室内环境带来了许多挑战。信号在最终接收前，可沿着多条路径传递。每次反弹均可导致相
移、时间延误、乃至在接收天线开口处可以相消干涉的畸变。在使用不止一个天线接收信号的情况下，
天线分集对缓解这些多路径状况非常有效。这是因为多重天线提供了相同信号接收器的多次观察结果。
每个天线将经历不同的干扰环境。因此，如果一个天线正在经历一个深度衰减，另一个天线则可能有足
够信号。在其共同作用下，此类系统可提供一个稳固链路。例如，AT86RF212B装置使用两个天线选择
最可靠的RF信号路径。这由无线电收发器在前同步信号场搜索期间进行，且不需应用软件的交互作用。
图3-天线分集提高可靠性
目前考虑设计的许多物联网（IoT）将通过电池供电，大多情况下通过单电池供电。智能能源和建筑物
控制将取决于壁装传感器，因此如果产品目标是获得广泛的用户群和业界认可，则必须有一个超低功耗。
开发者将需要仔细研究整体功率预算，并充分利用主机微控制器和无线电收发器的睡眠模式。作为指导，
AT86RF212B装置的睡眠消耗为0.2uA，收发器为9.2mA，5dBm功率下传输时的功耗为18mA。
开始一个新IoT设计前，工程师需仔细审查预期的使用案例，并选择合适的无线电收发器。由于存在许
多技术问题，因此开发者还需留意可能有助于实现更快开发周期的任何工具。
从无线的角度具体来看，分析功耗和误差检验及主机MCU库代码的任何工具，对这方面的设计都大有
裨益。就低级别IEEE802.15.4MAC驱动对智能计量和其他基于网格应用的可用性而言，网状网络堆栈
必不可少。一个配备良好的无线电收发器也将有一个现成开发或评估板，在完成设计前，可在此现成开
发或评估板上快速测试和调试原型设计。