Viktlös (trådlös kommunikation)

Weightless var en uppsättning specifikationer för trådlös teknik med låg effekt bredarea nätverk (LPWAN) för utbyte av data mellan en basstation och tusentals maskiner runt den.

Historia

Cambridge Wireless höll ett event på Moller Center i Cambridge , Storbritannien, den 30 september 2011. Neul, Landis+Gyr , Cable & Wireless och ARM Holdings gav presentationer. The Weightless Special Interest Group marknadsförde tekniken (SIG), som tillkännagavs den 7 december 2012. Gruppen leddes av William Webb, professor vid Cambridge och grundare av företaget Neul. Ett annat evenemang hölls i september 2013, då version 1.0 publicerades.

Namnet Weightless valdes för att återspegla den låga omkostnaden per överföring för enheter som bara behöver kommunicera några byte data. Weightless-logotypen visas med stora bokstäver med "W" i det övre högra hörnet av en ljusblå ruta med en heldragen blå linje ovanför.

I september 2014 förvärvades Cambridge-baserade Neul av Huawei för uppskattningsvis 25 miljoner dollar. År 2015 tillkännagav företaget Nwave Technologies implementeringar i Köpenhamn , Danmark och Esbjerg, Danmark. Observatörer noterade dock inga produkter på marknaden. Ett företag som heter Ubiik, baserat i Taiwan , tillkännagav förbeställningar 2017.

Genomförande

Weightless-N använder ett digitalt moduleringsschema för differentiell binär fasskiftnyckling (DBPSK) för att sända inom smala frekvensband med hjälp av en frekvenshoppningsalgoritm för störningsreducering och förbättrad säkerhet. Den tillhandahåller kryptering och implicit autentisering med hjälp av en delad hemlig nyckelregim för att koda överförd information via en 128-bitars AES-algoritm. Tekniken stöder mobilitet med nätverket som automatiskt dirigerar terminalmeddelanden till rätt destination. Flera nätverk, vanligtvis drivs av olika företag, är aktiverade och kan samlokaliseras. Varje basstation frågar efter en central databas för att bestämma vilket nätverk terminalen är registrerad för att avkoda och dirigera data i enlighet med.

Weightless-W använder tidsuppdelad duplexdrift med frekvenshoppning och variabla spridningsfaktorer för att öka räckvidden och rymma enheter med låg effekt i frekvensband, eller kanaler, inom det markbundna TV-sändningsbandet. Kanaler som används av en närliggande tv-sändare identifieras och lämnas opåverkade, medan kanaler som inte används för att sända tv kan allokeras för användning av Weightless-enheter.

Ett nätverk av basstationer kommunicerar med Internet, eller ett privat nätverk, för att skicka information från enheter till ett datorsystem; och data tillbaka till enheterna. Nedlänken till enheter använder tidsluckor (TDMA), och upplänken till basstationen är uppdelad i underkanaler så att flera enheter kan kommunicera med basstationen .

Till en början fanns det tre publicerade Weightless-anslutningsstandarder Weightless-P, Weightless-N och Weightless-W. Weightless-N var en LPWAN-teknik för endast upplänk. Weightless W designades för att fungera i tv:n. Weightless-P, med dubbelriktad, smalbandsteknik avsedd att användas i licensierade och olicensierade ISM-frekvenser, kallades då bara "Weightless".

Kommunikation och anslutning

En basstation sänder en viktlös ram som tas emot av några tusen enheter. Enheterna tilldelas en specifik tid och frekvens för att överföra sina data tillbaka till basstationen. Basstationen är ansluten till Internet eller ett privat nätverk. Basstationen får åtkomst till en databas för att identifiera de frekvenser eller kanaler som den kan använda utan att störa markbundna TV-sändningar i sitt lokala område.

Weightless är ett trådlöst kommunikationsprotokoll för maskin-till-maskin- kommunikation (M2M) känt som Internet of things (IoT) – över avstånd som sträcker sig från några meter till cirka 10 km.

Relaterade tekniker

Andra tekniker som använder de kanaler som inte används för marksänd tv-sändning i ett visst område utvecklas också. Den ena är Wi-Fi enligt standarden IEEE 802.11af . IEEE 802.22 -standarden definierar ett MAC- och PHY-lager för TV-vitutrymmen som överensstämmer med FCC och internationella standarder för sändningar i detta spektrum. Den definierar också en allmän protokollmodell för att förhandla och välja ett delat spektrumband för enhetsdrift. En implementering av Weightless Radio skulle följa denna standard för att i samarbete dela det tillgängliga spektrumet.

En annan teknik är utvecklad av företaget Sigfox .

Specifikationer och funktioner

Den ursprungliga Weightless-specifikationen utvecklades för maskin-till-maskin, lågkostnad, lågeffektkommunikationssystem för användning i det vita utrymmet mellan TV-kanaler 2011 av ingenjörer som arbetar på Neul i Cambridge , Storbritannien. Weightless-W-specifikationen är baserad på tidsuppdelad duplexteknologi med spridningsfrekvenshopp i ett försök att minimera påverkan av störningar och med variabla spridningsfaktorer i ett försök att öka räckvidden (på bekostnad av lägre datahastighet) och för att tillgodose lågeffektsenheter med låga datahastigheter.

Viktlös v1.0

Den formella Weightless-W-standarden publicerades i februari 2013. Weightless-N-standarden publicerades i maj 2015. För nätverk som använder Weightless-W-teknik söker en basstation en databas som identifierar de kanaler som används för marksänd tv-sändning i sitt närområde. De kanaler som inte används – det så kallade vita utrymmet – kan användas av basstationen för att kommunicera med terminaler med hjälp av Weightless-W-protokollet. Terminal endpoints designades för att vara billiga enheter med minimal ström så att de kunde arbeta självständigt i upp till flera år.

Luftgränssnitt

Weightless-W -protokollet fungerar i TV-kanalbandet. Weightless-W-protokollet delar upp bandet i kanaler. En databas efterfrågas av en basstation för att avgöra vilka kanaler som används av markbundna tv-sändningsstationer i området, och vilka som är gratis för användning av enheter för vitt utrymme (som de som använder Weightless). En rad modulerings- och kodningstekniker används för att tillåta varje basstation att kommunicera med en mängd olika hastigheter med terminaler, av vilka några kan vara i närheten och andra flera km bort. Datahastigheter kan variera beroende på avståndet och förekomsten av radiostörningar – det typiska räckvidden påstås vara mellan cirka 0,1 Mbit/s och 16 Mbit/s. Utformningen av luftgränssnittet och protokollet minimerar kostnaderna för utrustningen och dess strömförbrukning. En bredbandsnedlänk från en basstation till en terminal använder singelbärare i en oanvänd 6 MHz (för USA) eller 8 MHz (för Storbritannien) TV-kanal.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Weightless_(wireless_communications)&oldid=1144800689 "