现有Wi-Fi设备也能轻松实现LoRa远程传输

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This article is part of our exclusive IEEE Journal Watch series in partnership with IEEE Xplore.

研究人员开发了一种混合技术，将Wi-Fi与远程（LoRa）网络协议相结合，产生了一种新的远程无线概念，称为WiLo。研究小组设计了他们提出的WiLo技术，用于现有的Wi-Fi和LoRa硬件。

这一进步可能会在物联网（IoT）技术中得到应用，例如用于农业或智慧城市的远程传感器网络。

中国南京林业大学信息科学与技术学院教授Demin Gao指出，Wi-Fi目前在范围和高功耗方面存在局限性。相比之下，LoRa基于低功耗要求，可产生远程通信能力，通常用于物联网应用。

在WiLo中，这两种通信协议被结合在一起，以最大限度地发挥每种协议的优势，而不需要额外的技术来桥接这两个系统。“这降低了成本、复杂性和潜在的故障点，使物联网部署更加高效和可扩展，” Gao说。

来自香港、中国大陆、韩国、美国和英国大学的研究人员，以及英特尔在德国的员工，使用Semtech生产的现成SX1280LoRa收发器进行了WiLo实验。虽然SX1280的2.4 GHz通信频段与Wi-Fi（以及许多其他标准和技术，https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1604479）共享，但Wi-Fi和LoRa信号不兼容。

因此，研究人员开发了一种算法来操纵Wi-Fi数据传输信号的频率，以匹配LoRa设备用于与其他设备通信的信号。从技术上讲，他们操纵了Wi-Fi的数据复用标准（称为OFDM），以模拟LoRa使用的信号扩展标准（也称为CSS）中的长距离Chirp信号。

Gao说：“这使得标准Wi-Fi设备能够使用LoRa进行长距离通信，而无需额外的硬件。”

该团队在室内（实验室和走廊）以及室外进行了WiLo测试，测试距离最远达500米。研究人员报告称，WiLo的成功率达到了96%。

Gao说，WiLo的一大优势是其能运行于现有的标准硬件上。因此，部署成本和复杂度将不会很高。然而，WiLo的一个限制是，Wi-Fi设备需同时处理通信与信号模拟，导致了额外的功耗问题。Gao和他的同事们计划在未来的研究中解决这一问题。

展望未来，Gao说：“为了将WiLo商业化，下一步将涉及进一步优化系统，以提高能源效率、数据速率和抗干扰性。这可能需要在各种物联网环境中进行额外的软件开发和测试。”

他还补充道，确保系统符合行业标准，并整合跨技术通信的安全措施也是必要的步骤。

该团队上个月在IEEE Transactions on Communications上发表了他们的研究：https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=26。