Sub-GHz射頻技術(shù)，締造萬(wàn)物互聯(lián)的“通信基石”

Sub-GHz，即工作頻段低于1GHz的無(wú)線通信技術(shù)，常見(jiàn)頻段有315MHz、433MHz、868MHz與915MHz等。其可借助無(wú)線電波在自由空間傳播的特性，把數(shù)據(jù)調(diào)制到射頻載波上進(jìn)行傳輸，達(dá)成物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的無(wú)線通信，是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、無(wú)縫交互的“通信基石”。

在工業(yè)自動(dòng)化、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)與智能家居等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，LoRa、Wi-SUN、Z-Wave、Sigfox等工業(yè)級(jí)通信協(xié)議大多運(yùn)行在Sub-GHz頻段。而正是通過(guò)Sub-GHz射頻技術(shù)，傳感器、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、控制中心與云端之間的數(shù)據(jù)信息才得以無(wú)縫互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控與智能化管理。

Sub-GHz 射頻技術(shù)，如何構(gòu)筑高效的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

Sub-GHz與工作在2.4GHz頻段的Wi-Fi、藍(lán)牙等無(wú)線通信技術(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)更低的運(yùn)行功耗、更遠(yuǎn)的傳輸距離、更多的設(shè)備接入節(jié)點(diǎn)和更為穩(wěn)定的通信質(zhì)量，尤其適合應(yīng)用在低數(shù)據(jù)速率、通信頻次低且依靠電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之中。

運(yùn)行功耗方面，由于Sub-GHz頻段下的通信頻率相對(duì)較低，因此在相同通信距離下，低速傳輸時(shí)所需功率更小，可實(shí)現(xiàn)更低的運(yùn)行功耗，這意味著使用Sub-GHz射頻技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)通信的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能極大地延長(zhǎng)電池的使用壽命。以智能門(mén)鎖為例，如若使用2.4GHz頻段等高功耗的通信技術(shù)，通常數(shù)月內(nèi)就得更換電池，而采用 Sub-GHz 射頻技術(shù)的智能門(mén)鎖，可維持一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間都無(wú)需更換電池，極大地提高了用戶的體驗(yàn)感。

傳輸距離方面，由于Sub-GHz頻段下的通信頻率相對(duì)較低，而無(wú)線電波的傳播特性是頻率越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易穿過(guò)墻壁、植被等障礙物，因此其信號(hào)傳播距離更遠(yuǎn)。此外，Sub-GHz射頻技術(shù)還可通過(guò)中繼器進(jìn)行多跳通信，進(jìn)一步延長(zhǎng)通信距離，在傳統(tǒng)信號(hào)難以覆蓋的區(qū)域也可進(jìn)行無(wú)縫通信，輕松實(shí)現(xiàn)室內(nèi)數(shù)百米、室外數(shù)公里的通信范圍。

設(shè)備節(jié)點(diǎn)方面，由于Sub-GHz頻段下的通信頻率相對(duì)較低，通信覆蓋范圍較大，故其憑借更廣的覆蓋范圍可容納大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，如 LoRa、Wi-SUN等工作在Sub-GHz頻段下的通信協(xié)議支持星型、網(wǎng)狀等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的多跳通信，支持海量低功耗、低速率的設(shè)備以自組織、自愈合的方式組成大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。

通信質(zhì)量方面，由于Sub-GHz頻段下的通信頻率相對(duì)較低，現(xiàn)有應(yīng)用較少，可以窄頻帶模式運(yùn)行，且還可配置跳頻技術(shù)，極大地增強(qiáng)了信號(hào)的抗干擾能力。同時(shí)，與常用的 2.4GHz 頻段相比，Sub-GHz 頻段的使用相對(duì)不那么擁擠，該頻段的 ISM 頻段大多用于低占空比鏈路，設(shè)備部署密度較低，信號(hào)之間相互干擾的概率較低，從而為通信提供了更純凈的環(huán)境，保障了通信質(zhì)量。

值得一提的是，在組網(wǎng)成本方面，由于Sub-GHz射頻技術(shù)相對(duì)成熟，因此其研發(fā)和生產(chǎn)成本也相對(duì)較低。同時(shí)，在眾多物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)場(chǎng)景之中，使用Sub-GHz射頻技術(shù)可無(wú)需依賴通信基站等基礎(chǔ)設(shè)施，還可減少對(duì)中繼器的使用數(shù)量，從而降低了整體的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信組網(wǎng)成本 。

Sub-GHz射頻技術(shù)，精準(zhǔn)賦能LPWAN

由于Sub-GHz射頻技術(shù)具備使用功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、通信質(zhì)量穩(wěn)定、使用成本較低與能夠支持大量設(shè)備節(jié)點(diǎn)等諸多組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，故其已成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中構(gòu)建LPWAN的主流選擇（LPWAN 是一種使用低比特率進(jìn)行長(zhǎng)距離通訊的低功耗廣域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的高效連接與數(shù)據(jù)傳輸）。

例如，RFM300就是一款高性能的Sub-GHz無(wú)線收發(fā)模塊，工作在433MHz、868MHz與915MHz等多個(gè)ISM頻段中，采用先進(jìn)數(shù)模混合設(shè)計(jì)，基于自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持FSK、GFSK與OOK等多種調(diào)制技術(shù)，可靈活適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和通信協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信和超廣闊的信號(hào)覆蓋范圍。

RFM300產(chǎn)品特性：

• 最大鏈路預(yù)算達(dá)140dB

• 接收電流低至7mA

• 輸出功率：RFM300H型號(hào)為+20 dBm，RFM300型號(hào)為+13 dBm

• 可編程比特率：FSK模式下最高300 kbps，OOK模式下最高40 kbps

• 高靈敏度：最低可達(dá)-120dBm

• 支持FSK（頻移鍵控）、GFSK（高斯頻移鍵控）及OOK（開(kāi)關(guān)鍵控）調(diào)制方式

• 表貼封裝（SMD），尺寸16x16x1.8mm

RFM300應(yīng)用場(chǎng)景：

• 抄表系統(tǒng)

• 無(wú)線數(shù)據(jù)采集

• 汽車安防系統(tǒng)

• 家庭自動(dòng)化及安防系統(tǒng)

展望未來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展和深化，Sub-GHz 射頻產(chǎn)品的市場(chǎng)需求必將持續(xù)增長(zhǎng)，Sub-GHz射頻技術(shù)亦將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為我們的生活帶來(lái)更加便捷、智能和綠色的體驗(yàn)。