Come migliorare le prestazioni del gateway LoRaWAN®

Quali sono le migliori pratiche per migliorare le prestazioni dei gateway LoRaWAN? Il protocollo di comunicazione LoRa dipende da numerosi fattori di spreading (SF), velocità di trasmissione dati, tasso di codifica, condizioni di propagazione e specifiche LoRaWAN. Pertanto, quando si valutano le prestazioni che un gateway può garantire, è importante tenere conto della potenza di trasmissione, della velocità di trasferimento dati, del fattore di spreading, del duty cycle, del tasso di occupazione del canale e della distanza tra i gateway. Comprendere questi fattori e ottimizzarli può aiutare a ottenere le migliori prestazioni possibili dalla rete LoRa. Di seguito sono elencati alcuni suggerimenti utili per migliorare le prestazioni del gateway LoRaWAN.

Fattore di diffusione

Uno dei modi per migliorare Gateway LoRaWAN Le prestazioni della rete dipendono dalla regolazione dei fattori di diffusione (SF) assegnati al gateway. I fattori di diffusione sono fondamentali per la capacità della cella LoRa, in quanto influenzano gli effetti di cattura. Maggiore è il fattore di diffusione, maggiore è la distanza dell'utente dal gateway, mentre minore è il fattore di diffusione, più vicino è l'utente al gateway.

Al fine di ottimizzare il PRP (Probabilità di ricezione del pacchetto) dei dispositivi LoRaWAN, il fattore di diffusione è assegnato a ciascuno degli ED (Dispositivi finali) in uno spettro diffuso chirp. Il ToA (Tempo di trasmissione) di ciascun dispositivi finali è diverso, il che significa che la regolazione dei fattori di diffusione può migliorare le prestazioni della rete LoRaWAN. L'allocazione dei fattori di diffusione presenta una serie di caratteristiche e può essere ottimizzata per ridurre il consumo energetico. Questa tecnica di comunicazione si basa su un algoritmo ADR genetico a distribuzione uniforme.

Migliori fattore di diffusione è il rapporto tra velocità di chip e velocità di simbolo. Un alto fattore di diffusione migliora il rapporto segnale/rumore (SNR) e aumenta il tempo di trasmissione di un pacchetto.fattore predittivo può essere da 6 a 12 in diverse configurazioni. Più basso è il fattore di diffusione, maggiore è la frequenza del chirp. Oltre a influenzare l'SNR (Rapporto segnale/rumore, maggiore è il fattore di diffusione migliora la sensibilità dell'antenna ricevente. Se vuoi migliorare le prestazioni della tua Gateway LoRaWAN, dovresti considerare il fattore di diffusione utilizzato nel sistema. Il fattore di diffusione determina quanto robusto è il segnale rispetto alle interferenze e alle condizioni del canale. Più alto è il fattore di diffusione, minore sarà il tasso di errore durante la decodifica. fattore di diffusione è una variazione lineare della frequenza, che diminuisce all'aumentare della forza del segnale. Aumentando la fattore di diffusione Consente al gateway di estendere il raggio di trasmissione e la comunicazione LoRa.

Duty Cycle

Il duty cycle è un altro fattore che contribuisce a ottimizzare le prestazioni del gateway LoRaWAN. Modificando il duty cycle di ciascun nodo della rete LoRa, è possibile ottimizzare la frequenza e la velocità di trasferimento dati. Anche i fattori di spreading influenzano il numero di frame confermati inviati dal gateway. Maggiore è il numero di frame che un nodo può inviare al secondo, migliori saranno le prestazioni. Un duty cycle più elevato comporta un tempo maggiore per il completamento della comunicazione LoRa.

Per migliorare le prestazioni del tuo gateway LoRaWAN, devi modificare il parametro del duty cycle. Questo parametro limita il numero di comunicazioni in pacchetti trasmessi che possono avvenire in un'ora. Nella banda EU 863-870 MHz, è necessario utilizzare un duty cycle dell'1% per canale. Modificando il parametro del duty cycle, puoi incrementare le prestazioni del tuo gateway LoRaWAN fino al 50%.

Il numero di canali deve essere progettato con cura per ridurre al minimo la probabilità di collisioni di pacchetti. Inoltre, il numero di canali deve essere strettamente correlato al numero di dispositivi finali. Il numero di canali deve essere sufficientemente grande da offrire canali di comunicazione alternativi per i nodi di rete che entrano in collisione tra loro. In questo modo, il ciclo di lavoro non ha un impatto enorme sulla latenza. Il numero di canali di comunicazione, a sua volta, è sempre più importante per il tuo Gateway LoRaWAN per lavorare in modo efficace.

Un ciclo di lavoro fisso limita il numero di trasmissioni nel downlink. Il periodo di pausa immediatamente successivo alle trasmissioni riduce anche la capacità del Rete LoRaWANL'utilizzo di un duty cycle fisso ridurrà il numero di frame confermati, ma potrebbe non essere sufficiente per servizi ultra-affidabili. La regolamentazione del duty cycle limita anche il numero di frame confermabili, il che può compromettere le prestazioni.

Per massimizzare le prestazioni delle reti gateway LoRaWAN, è fondamentale regolare il duty cycle in base al numero di dispositivi finali e alle loro esigenze di dati. Un gateway LoRaWAN ben dimensionato può servire migliaia di dispositivi finali, ma deve comunque possedere la flessibilità necessaria per soddisfare i requisiti delle diverse applicazioni.

Tasso di occupazione del canale

Esistono diversi modi per migliorare le prestazioni del gateway LoRaWAN, tra cui la riduzione della sovrapposizione dei canali e l'ottimizzazione del tasso di occupazione del canale. L'aumento del tasso di occupazione del canale garantirà prestazioni migliori in una distribuzione densa di dispositivi Internet of Things (IoT). La funzionalità di progettazione assistita da computer (CAD) fornita dal trasduttore LoRa gli consente di rilevare il segnale di preambolo LoRa e di adattare la configurazione. Un nuovo metodo è definito in un recente articolo di Kim et al., che prevede la selezione di un fattore di diffusione adattivo tra due modem LoRa a canale singolo [2]. Questo metodo assegna coppie di trasmettitori a fattori di diffusione in modo da ridurre le collisioni insieme alla topologia multihop.

Gli autori propongono di classificare l'ambiente prima dell'implementazione. L'attuale meccanismo di stima della qualità del collegamento non è adattivo e non considera la perdita causata dalle collisioni con altri dispositivi LoRa. Inoltre, non tiene conto degli effetti delle collisioni con altre reti LoRa. Aumentando il tasso di occupazione del canale, aumenterà il numero di nodi finali in grado di comunicare tra loro. Questa strategia può incrementare significativamente le prestazioni del gateway LoRaWAN.

Un aumento del tasso di occupazione del canale può incrementare le prestazioni della rete fino al 15%. Inoltre, può migliorare la qualità del servizio fornito da un gateway. L'aumento del tasso di occupazione del canale su Gateway LoRaWAN Si tratta di una caratteristica fondamentale che aumenterà la soddisfazione degli utenti e ridurrà i costi operativi.

Distanza tra i gateway

Anche la distanza tra due gateway LoRaWAN influisce significativamente sulle prestazioni. Mentre un numero elevato di gateway può migliorare le prestazioni complessive, un numero insufficiente può ridurle. Finché la distanza tra due gateway rientra nel raggio d'azione della rete, le prestazioni della rete Internet of Things (IoT) miglioreranno. La distanza tra i gateway può essere aumentata avvicinandoli, ma ciò risulta vantaggioso solo per le reti LoRaWAN con un elevato numero di nodi LoRa.

Più lunga è la distanza tra due gateway LoRaWAN, maggiore è la sensibilità dei pacchetti di velocità dati adattiva. Più distanti sono i gateway, più i pacchetti di dati raccolti sono soggetti a fattore di diffusione valori. Ciò consente a più nodi LoRa di trasmettere con un valore inferiore fattore di diffusione, riducendo le interferenze e l'attenuazione rapida. Ma esiste un limite alla distanza che i segnali radio possono raggiungere e entro la quale possono trasmettere dati.

Il protocollo LoRaWAN definisce il numero massimo di nodi e il numero massimo di collisioni che possono verificarsi prima che la rete LoRa inizi a presentare problemi con le onde radio, la velocità di chip, la velocità di simbolo, la modulazione LoRa, la trasmissione e il raggio di comunicazione. Ciò consente di stimare la capacità del canale di comunicazione mantenendo le elevate prestazioni della tecnologia LoRa. È inoltre necessario considerare la distanza tra i gateway LoRa e i loro cicli di lavoro, che ne miglioreranno le prestazioni complessive. La distanza tra i gateway LoRaWAN non dovrebbe superare i 200 metri, altrimenti la trasmissione del server di rete su lunghe distanze potrebbe risultare instabile.

Numerosi studi hanno analizzato la scalabilità della rete LoRa. Il riferimento di Georgiou et al. fornisce un modello matematico di una rete a singolo gateway, che include gli effetti della saturazione del canale del demodulatore e di un secondo gateway [1]. Le prestazioni della rete LoRa risultante sono superiori a quelle di una rete a singolo gateway con pochi nodi. Tuttavia, la distanza tra i gateway può aumentare il numero di nodi in una rete.

Guadagno di elaborazione

Questo aumento del guadagno di elaborazione dovrebbe essere implementato nel gateway per incrementare la sua velocità di trasmissione complessiva a lungo raggio. Il numero massimo di nodi della tecnologia LoRa è vicino a 1000. L'utilizzo di una tecnologia LoRa full-duplex in banda può ridurre al minimo l'overhead di controllo della coda distribuita (DQ). A seconda della configurazione, il guadagno di elaborazione può essere fino a tre volte superiore alla velocità di trasmissione totale. Il protocollo MAC (Medium Access Control) è un altro fattore da considerare quando si migliora Gateway LoRaWAN e le prestazioni.

Le reti LoRaWAN possono supportare milioni di messaggi al giorno ciascuna. Il numero di messaggi supportati da un gateway dipende dal numero di dispositivi di monitoraggio e applicazioni Internet of Things (IoT) ad esso collegati. Ad esempio, un singolo gateway a otto canali può supportare solo poche centinaia di migliaia di messaggi in un periodo di 24 ore. Una rete con dieci o più gateway può supportare un milione di messaggi in un giorno. Questo non rappresenta il limite per le reti LoRaWAN, bensì il limite di ciò che un singolo gateway può supportare.

Come detto, la fattore di diffusione influisce sulle prestazioni di comunicazione delle reti LoRa. Un grande fattore di diffusione si traduce in più tempo in onda. Più grande fattore di diffusione migliora il budget di collegamento ma riduce la sensibilità. Un più piccolo fattore di diffusione migliora il raggio di trasmissione e aumenta il numero di messaggi. Tuttavia, il fattore di diffusione deve corrispondere al metodo di modulazione utilizzato dal gateway. In caso contrario, il gateway non sarà in grado di ricevere il valore dei dati.

Possibili problemi connessi alle reti LoRaWAN

RF in banda e fuori banda (Radiofrequenza) L'interferenza è uno dei problemi più comuni di LoRaWAN® che si traducono in una copertura LoRaWAN® scarsa e inaffidabile, una ridotta disponibilità e affidabilità delle reti LoRa e la necessità di ritrasmettere i pacchetti (con conseguente riduzione della durata della batteria del dispositivo). Questi segnali RF interferenti sono molto comuni e sono generati dalle stazioni base cellulari 2G-5G, FM (Modulazione di frequenza) Trasmettitori, segnali TV, stazioni di ritrasmissione GPS e trasmettitori wireless fissi e mobili. Le comunicazioni LoRa e i gateway LoRaWAN® progettati in modo inadeguato, con un'insufficiente o nulla reiezione di questi segnali di interferenza alle loro porte d'antenna, ne risentono, con conseguenti prestazioni scadenti.

L'aumento del carico di rete e il degrado del goodput possono degradare le prestazioni di Reti LoRaWANPer superare questi problemi, il protocollo di comunicazione LoRaWAN dovrà includere nuove funzionalità come antenne omnidirezionali, maggiore velocità di trasmissione dati, guadagno dell'antenna, basso consumo energetico e onde radio a lungo raggio. Il server applicativo dell'Internet delle cose (IoT) è responsabile della gestione dei dati delle applicazioni dei sensori e della creazione dei payload downlink a livello applicativo per le applicazioni e i dispositivi IoT connessi. Inoltre, un server di join gestirà il processo di attivazione over-the-air per i dispositivi con tecnologia LoRa.

Sono molti i gateway LoRaWAN® distribuiti a livello globale che non forniscono selettività Rx e reiezione fuori banda, con conseguente degrado delle prestazioni LoRaWAN®, riduzione della copertura (in molti casi operatori e aziende hanno segnalato una riduzione della copertura da 5-10 km a meno di 1 km), aumento di Rx (Ricevere) livello di rumore, SNR (rapporto segnale-rumore) Rx ridotto, IM3 di alto livello (Intermodulazione di terzo ordine) e IM2 (Intermodulazione di secondo ordine) generato all'interno della banda LoRaWAN® Rx, modulazione incrociata e danneggiamento (bruciatura) degli LNA del gateway (Amplificatore a basso rumore).

Complessivamente, questi disturbi RF riducono la copertura LoRaWAN®, limitano la penetrazione all'interno degli edifici, influiscono sull'affidabilità e la robustezza delle reti LoRa, degradano le prestazioni complessive della modulazione LoRa a un livello considerato inaffidabile per molte applicazioni pratiche (come la costruzione di città intelligenti, il monitoraggio del consumo energetico o servizi selezionati casualmente) e comportano costi significativamente maggiori per l'operatore, che deve implementare un numero maggiore di gateway LoRaWAN® per coprire le stesse aree, con interventi di manutenzione e assistenza più frequenti sulle reti LoRa.

Molti presumono che le scarse prestazioni RF siano legate allo standard LoRaWAN® stesso, ma il vero problema deriva da una progettazione inadeguata dei gateway radio LoRaWAN®. La soluzione è piuttosto semplice ed economica. – implementare le stesse considerazioni di progettazione che le stazioni base 1G – 4G e la maggior parte degli altri sviluppatori di prodotti wireless hanno implementato negli ultimi 50 anni.

Quali sono gli aspetti importanti da considerare nella scelta di un gateway IoT?

Quali sono i fattori più importanti da considerare nella scelta di un gateway per l'Internet delle Cose (IoT)? Questa sezione illustra l'importanza dell'archiviazione dei dati, del consumo di potenza di elaborazione e della sicurezza di rete. Lo scopo principale del gateway è garantire una trasmissione fluida dei dati a lungo raggio attraverso le reti di comunicazione utilizzando un segnale specifico.

Archiviazione dei dati  

Nella scelta di un gateway per l'Internet delle Cose (IoT), è necessario considerare molti fattori, tra cui la capacità di archiviazione dei dati. In alcuni casi, un singolo gateway può essere sufficiente, mentre in altri potrebbero essere necessari più dispositivi. Anche il numero di sensori richiesti può variare: alcuni sistemi ne richiedono fino a 10000, in grado di effettuare 30 letture al secondo. Prima di prendere una decisione, è fondamentale valutare l'ambiente in cui verrà implementata la soluzione IoT. Ad esempio, un'azienda di telecomunicazioni potrebbe aver bisogno di installare i sensori sulla sommità di una torre di comunicazione. Il gateway IoT deve quindi essere installato nel punto più alto possibile e deve essere in grado di resistere alle alte temperature, mentre una casa automobilistica potrebbe aver bisogno di un gateway da installare in un ambiente chiuso.

La quantità di dati prodotti dai dispositivi IoT è variabile e si presenta in diversi formati, tra cui letture discrete dei sensori, metadati sullo stato di salute del dispositivo e immagini o video di grandi dimensioni. L'archiviazione e la trasmissione di questi formati possono risultare complesse e i dispositivi possono essere esposti ad ambienti ostili. In tali contesti, le esigenze di archiviazione dei dati devono essere in grado di soddisfare un'ampia gamma di requisiti.

Un altro aspetto da considerare è la quantità di dati memorizzati dal gateway. Un gateway di fabbrica, ad esempio, è in genere progettato per l'utilizzo in ambienti con reti affidabili, ma ciò non significa che la quantità di dati verrà memorizzata indefinitamente. Spesso, i gateway di fabbrica non dispongono di una memoria sufficiente per archiviare grandi quantità di dati. Per poter memorizzare questi dati, il gateway dovrebbe essere dotato di memoria espandibile e di slot per schede micro-SD aggiuntive.

Potenza di calcolo

Nella scelta di un gateway, è necessario considerare diversi fattori. A seconda dell'obiettivo finale e delle funzionalità richieste, i valori ideali variano. Ad esempio, un sistema potrebbe avere un singolo sensore, mentre un altro potrebbe averne diecimila. È importante valutare la potenza di elaborazione del gateway, poiché alcuni potrebbero richiedere fino a trenta letture al secondo, un valore impossibile da raggiungere con un gateway a basso consumo. Potrebbe inoltre essere necessario utilizzare più gateway per alternare i valori di trasmissione (invio e ricezione delle informazioni).

Un altro fattore da considerare è la quantità di apparecchiature obsolete utilizzate nella vostra fabbrica. Molte fabbriche si affidano ancora ad apparecchiature datate e i risultati di diversi studi dimostrano che, nel complesso, un loro aggiornamento non è pratico né economico. Per questo motivo è importante assicurarsi che il gateway scelto supporti le apparecchiature obsolete. Ciò vi consentirà di integrare tutti i dati provenienti da più macchine e di monitorarne le prestazioni. Potreste anche voler considerare altre funzionalità, come le capacità di risparmio energetico e il supporto LTE (Long-Term Evolution). Un gateway con queste caratteristiche dovrebbe essere flessibile e facile da usare.

Nella scelta dei gateway, la potenza di elaborazione è un fattore importante. Maggiore è la potenza di elaborazione, maggiore è il numero di applicazioni che può eseguire. Tuttavia, maggiore potenza significa anche maggiori vulnerabilità. Poiché i gateway IoT rappresentano il primo punto di accesso al sistema, devono essere sicuri, quindi è importante scegliere gateway che operino su reti affidabili con trasmissione crittografata a lungo raggio.

Se la tua azienda si basa su dati industriali, dovresti scegliere gateway con una potenza di elaborazione sufficiente. Il gateway deve avere una potenza di elaborazione adeguata per elaborare i dati in streaming provenienti dai dispositivi di monitoraggio. Ad esempio, potresti voler automatizzare l'irrigazione nella tua azienda agricola. Per farlo, dovresti installare diversi sensori per monitorare l'umidità del suolo, la resa del raccolto e le prestazioni generali. Questi sensori, a loro volta, devono inviare i risultati ottenuti tramite gateway con un guadagno d'antenna sufficiente, basso consumo energetico e trasmissione a lungo raggio. Inoltre, per offrire il massimo valore, il tuo gateway dovrebbe disporre di avvisi integrati che ti notifichino quando è il momento di apportare una modifica.

Sicurezza

Se intendete integrare progetti IIoT (Industrial Internet of Things) con la vostra infrastruttura esistente, valutate l'acquisto di un gateway con funzionalità di analisi in tempo reale. L'analisi in tempo reale aiuta a prevenire i difetti nei prodotti. Scegliete un gateway che offra funzionalità di gestione remota per il monitoraggio degli avvisi e la revisione dei dati. Inoltre, cercate modelli che offrano solide funzionalità di sicurezza e crittografia della trasmissione. È consigliabile anche scegliere un gateway che supporti più protocolli di comunicazione, in quanto ciò garantisce una trasmissione a lungo raggio.

I gateway IoT devono soddisfare gli standard di sicurezza che soddisfano le esigenze della tua azienda. Cerca DES (Data Encryption Standard), RSA (Rivest–Shamir–Adleman), AES (Standard di crittografia avanzata)o l'algoritmo di crittografia Twofish. Il gateway deve inoltre disporre di funzionalità di archiviazione locale. L'archiviazione cloud non è consigliata. Un dispositivo locale è la soluzione migliore. Le funzionalità di sicurezza per i gateway IoT includono la crittografia e l'autenticazione. Quando si sceglie un gateway IoT, è opportuno considerare la valutazione di sicurezza della IoT Foundation.

I gateway IoT dovrebbero disporre di crittografia integrata, un protocollo di autenticazione robusto e una piattaforma sicura per l'aggiornamento software da remoto. Anche il guadagno dell'antenna edge, l'elaborazione e l'analisi dei dati sono importanti per un percorso di trasferimento dati sicuro. Scegliete un gateway con queste caratteristiche per garantire la sicurezza dei vostri dati IoT dall'inizio alla fine. Dovreste inoltre cercare un gateway che supporti i protocolli di connettività più recenti e i dispositivi mobili.

Applicazioni di Edge Computing

Quando si sceglie un gateway IoT, è importante tenere presente che le applicazioni di edge computing utilizzano la potenza di elaborazione ai margini della rete per aggregare, pre-elaborare e valutare i dati IoT. È fondamentale proteggere questi dispositivi affinché possano gestire dati sensibili e supportare decisioni relative al mondo fisico. Per garantire la sicurezza, i gateway di edge computing sono disponibili con metodi di crittografia e controllo degli accessi. Possono anche essere dotati di gestione del failover per garantire la continuità del flusso di dati anche in caso di guasto di uno dei nodi lungo il percorso.

Un altro aspetto da considerare nella scelta di un gateway IoT è la velocità di trasmissione della rete. La velocità di trasmissione rappresenta la quantità di dati trasmessi al secondo. Questa metrica viene tipicamente misurata in gigabit e megabit. Le applicazioni spesso richiedono una velocità di trasmissione minima per funzionare correttamente, pertanto una velocità di trasmissione bassa può influire sulle prestazioni. Inoltre, un'elevata latenza limita la funzionalità di un'applicazione. Per ovviare a questo problema, i gateway per l'edge computing offrono anche funzionalità di risoluzione dei problemi. Questi gateway sono generalmente situati al di fuori di un data center sicuro.

Un altro aspetto da considerare nella scelta di un gateway IoT è la possibilità di implementare l'edge computing. Questa tecnologia consente l'installazione in diversi ambienti fisici, inclusi ambienti esterni e impianti di fusione. L'edge computing sta diventando sempre più diffuso con la crescente adozione dell'IoT. Le applicazioni di edge computing possono ridurre la latenza. La maggior parte dei dati provenienti dai sensori è irrilevante per la maggior parte delle applicazioni IoT. Se, ad esempio, il sensore di temperatura segnala una lettura di venti gradi Celsius ogni secondo, l'edge computing consentirà di filtrare i dati direttamente sul luogo di installazione del sensore prima di inviarli al cloud. Ciò riduce i costi di rete, nonché i costi di archiviazione ed elaborazione nel cloud, aumentando il valore informativo.

Protocolli di comunicazione

Scegli un gateway IoT che supporti il ​​protocollo di comunicazione appropriato. A differenza dei protocolli di comunicazione standard, i protocolli IoT seguono architetture diverse e offrono funzionalità differenti. La scelta del protocollo dovrebbe basarsi sul tipo di applicazione e sul livello di sicurezza e affidabilità desiderato. Se il tuo caso d'uso prevede risorse limitate, scegli un protocollo con una bassa velocità di trasmissione dati e un elevato livello di sicurezza. Se invece hai bisogno di una connessione sicura e affidabile, opta per un protocollo con trasmissione affidabile a lungo raggio.

Inoltre, è importante considerare la portata dei dati che il dispositivo IoT può inviare. Il BLE (Bluetooth Low Energy) non è adatto per un'applicazione WAN. Inoltre, la portata del dispositivo deve essere compatibile con il protocollo utilizzato per le comunicazioni remote. Infine, è consigliabile scegliere un gateway con edge computing, che consente di trasmettere e analizzare i dati direttamente dal dispositivo. In caso di dubbi, si può valutare l'utilizzo di un gateway multi-hop.

Cosa rende affidabili le onde radio TEKTELIC?

Migliori TECNICO Il nostro team sviluppa radio wireless e stazioni base 1G-4G da oltre 25 anni (15 anni presso Nortel, ALU ed Ericsson, tra le altre aziende, e 12 anni presso TEKTELIC) per integratori e operatori globali di primo livello, e non abbiamo mai prodotto una singola radio 1G-4G, small cell o stazione base senza filtri RF a cavità o duplexer che forniscano una selettività di ricezione e un'attenuazione fuori banda sufficienti.

L'esecuzione delle imperfezioni RF radio e dei bilanci di sistema ricava il livello richiesto di selettività Rx e di reiezione fuori banda e li distribuisce all'interno della banda base radio, fattore di diffusione sezione e front-end. L'implementazione effettiva viene effettuata con l'aiuto di filtri digitali, ceramici onboard e SAW (Onda acustica di superficie)/BAW (Onda acustica di massa) filtri, filtri a cavità RF e duplexer.

È vero che queste implementazioni aggiungono costi, una certa complessità, peso incrementale e volume a Gateway LoRaWAN®. Tuttavia, garantiscono le migliori prestazioni LoRaWAN® possibili in qualsiasi condizione di implementazione in prossimità di un trasmettitore wireless. Ciò si traduce in Copertura LoRaWAN® notevolmente migliorata, affidabilità, robustezza e portata di trasmissione in presenza di forti segnali interferenti fuori banda. Inoltre, lo stesso Gli operatori LoRaWAN® possono aspettarsi una migliore linearità di Rx e un valore di rumore di Rx inferiore.Ciò garantisce prestazioni di rete LoRaWAN® più affidabili e sicure, una maggiore capacità di rete, un minor numero di ritrasmissioni da parte dei dispositivi e una maggiore durata della batteria grazie al basso consumo energetico. Non vi è alcun reale svantaggio in termini di prestazioni: solo un piccolo aumento di costi, peso e dimensioni a livello di gateway, con conseguente riduzione sostanziale del costo complessivo della rete (sono necessari meno gateway per coprire la stessa area) e costi operativi annuali molto più bassi (meno problemi e costi di manutenzione complessivi notevolmente inferiori).

La Figura 1 mostra un'immagine di TEKTELIC Outdoor LoRaWAN® Gateway IoT KONA Mega con duplexer a cavità RF ad alte prestazioni integrati e progettati su misura. Questi duplexer, combinati con filtri digitali I/Q e filtri ceramici RF a bordo, consentono al TEKTELIC KONA Mega Gateway di offrire prestazioni eccezionali in presenza di forti segnali interferenti o qualsiasi altro impatto ambientale RF reale. Come si può notare dall'immagine, questi duplexer occupano circa il 60% del volume del gateway, quasi la metà del peso e sono i componenti più costosi al suo interno, ma valgono ogni centesimo per i clienti che implementano reti LoRaWAN® di livello carrier ad alta capacità, alta disponibilità e affidabilità, progettate per durare dai 10 ai 15 anni senza necessità di manutenzione.

Per superare problemi simili con un certo numero di clienti che non potevano sostituire i loro gateway LoRaWAN® originali per vari motivi (il tempo e il costo sono i più significativi), TEKTELIC ha sviluppato un filtro front-end RF in banda ISM proprietario IP67 che supporta entrambi FDD (Divisione di frequenza duplex) e TDD (Divisione temporale duplex) modalità operative con gateway di fornitori terzi. Non offre le stesse prestazioni del TEKTELIC KONA Mega e Macro Gateway, ma migliora significativamente le prestazioni complessive di LoRaWAN® in presenza di forti segnali interferenti. Di seguito è riportata un'immagine del filtro front-end RF della banda ISM.

Gli operatori LoRaWAN® devono essere consapevoli che, qualora la rete LoRaWAN® presenti problemi di copertura Rx, affidabilità, stabilità o altre problematiche di prestazioni, è necessario effettuare una scansione per rilevare eventuali segnali forti presenti all'ingresso dell'antenna LoRaWAN, non solo nella banda LoRaWAN, ma anche a 200-300 MHz al di sopra e al di sotto della banda ISM LoRaWAN, poiché gli LNA dei gateway LoRaWAN sono dispositivi a banda molto larga. Se tali segnali interferenti sono presenti, e nella maggior parte delle implementazioni urbane e suburbane questo accade quasi sempre se sono presenti molti altri sistemi wireless installati sulla stessa torre, edificio o palo (così come nelle implementazioni LoRaWAN® rurali sulla stessa torre), è consigliabile collaborare con il proprio integratore di sistemi, il fornitore del gateway LoRaWAN®, un altro specialista o contattare il team TEKTELIC. Saremo lieti di assistervi per migliorare la copertura, l'affidabilità, la stabilità e le prestazioni complessive della trasmissione della comunicazione LoRa® della vostra rete LoRaWAN®.

Come potete vedere, per rispondere alla domanda "come migliorare le prestazioni di un gateway LoRaWAN?" è necessario considerare una serie di fattori. Potrebbe essere piuttosto difficile scegliere un gateway adatto alle vostre esigenze e avrete sicuramente bisogno di un partner affidabile. TECNICO Il nostro team di supporto è pronto ad aiutarti a scegliere il gateway IoT più adatto alle tue esigenze, quindi non esitare a scriverci all'indirizzo email info@tektelic.com.

1. Georgiou, A., Katkov, M., & Tsodyks, M. (2021). Modello di interferenza retroattiva dell'oblio. La rivista di neuroscienze matematiche, 11(1). doi: 10.1186/s13408-021-00102-6
2. Kim, S., Lee, H., & Jeon, S. (2020). Uno schema di selezione adattiva del fattore di diffusione per un modem LoRa a canale singolo. Sensori (Basilea, Svizzera), 20 (4), 1008. https://doi.org/10.3390/s20041008