Morse Micro基于Wi-Fi HaLow实现16公里距离的无线视频连接

9月12日消息，近日，Wi-Fi芯片厂商Morse Micro宣布，其在美国约书亚树国家公园（Joshua Tree National Park）进行了一系列严格的 Wi-Fi HaLow 测试，实现了基于900MHz Wi-Fi HaLow  近 16 公里视频连接的壮举，数据连接速率达 2Mbit/s。高于今年 1 月份在城市环境中实现的 3 公里的距离。

什么是Wi-Fi HaLow？

早在2016年3月，Wi-Fi联盟就针对物联网市场发布了一项无线局域网的物理层和媒体接入控制层协议，其是能在低于1GHz（750MHz—930MHz）免许可的频段内运行的新型WLAN系统标准，即IEEE 802.11ah，该技术又被称为Wi-Fi Halow。

虽然Wi-Fi Halow的最大带宽仅为 32 Mbps，但由于Wi-Fi Halow可以运行在约900MHz的频段，这也使得其能够保持相对较高速率的基础上，实现更长距离、更低功耗的连接、更好的穿墙性能。可以满足很多对于传输速率、距离、功耗有着更高要求的物联网市场的需求。此外，Wi-Fi Halow理论上单点可接入设备数量为8191个，支持星状网络和Mesh组网。

测试平台

据介绍，Morse Micro使用了现成的 MM6108-EKH01 评估套件，该套件可在 Mouser 上购买，其中包含一个带有 MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow 参考模块的Raspberry Pi 4 开发板。该评估套件通过标准 1 dBi 低增益偶极子天线输出 21 dBm （125mW），总辐射功率为 22 dBm。

为什么选择这个套件？Morse Micro解释称，其目标是使用标准设备在 Wi-Fi HaLow 范围的最边缘测试连接性，这些设备可以部署在电池供电的设备（例如相机）中。Morse Micro没有故意使用高增益定向天线或极高的输出功率，因为它们会限制现场的可用性。Morse Micro还决定不调整 802.11ah 参数以进一步增加范围，以便可以保持互操作性并保持Wi-Fi联盟认证的HaLow标准。

找到边缘：计算理论最大范围

为了确定该边缘的位置，Morse Micro通过考虑 IEEE 802.11ah 标准规定的最大飞行时间来计算理论最大范围。

接下来，Morse Micro计算了该距离的理论最大吞吐量，同时考虑了模块输出功率、天线增益和自由空间路径损耗计算。使用 Friis 传输方程，预计在 15.9 公里的最大范围内会损失 116 dB 的信号。

距离 = 速度 × 时间

如何计算距离的呢？Wi-Fi HaLow 射频信号是以光速传播的，Morse Micro芯片遵循的 IEEE 802.11ah 规范规定了 52μs 的时隙时间。Morse Micro 的实现允许最大飞行时间为 53μs，以允许设备之间的微小变化。这导致理论最大覆盖范围为 15.9 公里。

请务必注意，所有 Wi-Fi 技术都必须满足影响最大传输范围的几个约束条件，以提供可靠、合规和高吞吐量的连接，例如时隙时间、CTS 超时和 ACK 超时。好消息是，对于 Wi-Fi HaLow，这个最大范围限制明显优于任何其他 Wi-Fi 技术。

虽然 Wi-Fi HaLow 信号理论上可以在很远的距离（数百公里）内传播和被检测到，但满足 IEEE 802.11ah 标准要求的最大范围受到时隙时间参数的限制。

从理论到现实：测试吞吐量

接下来，Morse Micro 计算了最大范围内的理论吞吐量。使用Morse Micro 的 MCS 速率表并基于 -94 dBm 的信号强度，预计在 4 MHz（灵敏度 = -95 dBm）时实现 MCS2，从而提供 4.5 Mbps 的吞吐量或 4 Mbps 的 UDP MAC 吞吐量。

现场性能

在条件接近理想的约书亚树国家公园（该公园以其广阔的开放空间和最小的射频噪声而闻名），Morse Micro 在 15.9 公里（约 10 英里）处实现了令人印象深刻的 2 Mbps UDP 吞吐量。这不仅仅是为了保持连接，而是为了提供有意义的数据速率，以支持实际应用。想象一下，用于随身摄像头的点对点通信、用于户外探险的对讲机或用于农业和采矿的 IoT 解决方案——在这些场景中，范围和可靠性都至关重要。

Morse Micro在约书亚树国家公园的测试表明，Morse Micro的 Wi-Fi HaLow 不仅仅是令人印象深刻的数字，而是在您最需要的环境中提供真正的价值。该测试证明，我们可以达到最大的理论 Wi-Fi HaLow 范围，同时仍然提供显着且可用的吞吐量。无论是在偏远、农村地区工作，还是在广阔的环境中部署物联网解决方案，Wi-Fi HaLow 都能始终如一地可靠地执行。

关于Morse Micro

根据官网资料显示，Morse Micro是由Michael De Nil于2016年Wi-Fi 标准 IEEE802.11ah 推出之后创立，成功筹集了2亿美元的资金，并将第一个破纪录的 Wi-Fi HaLow SoC 商业化。Michael 是现代 Wi-Fi 芯片的先驱，在数字芯片设计和低功耗数字架构方面拥有广泛的背景。在创立 Morse Micro 之前，Michael 曾在 Imec 和 Broadcom 担任无线芯片设计师，彻底改变了现代手机的连接性。