rtMesh

更强壮的实时无线Mesh网络

变频(降频)WiFi设备

IEEE802.11是目前使用最广泛的无线局域网通信协议。随着WiFi设备的广泛使用,促进了IEEE802.11协议不断的完善,也使得相关的芯片越来越越稳定成熟,同时价格更加低廉。目前WiFi设备已经可以非常稳定的工作,而且相比其它无线通信协议,有着相对不错的带宽。

传统的WiFi设备是工作在2.4G和5G的ISM频段上,该频段允许在一定功率发射下设备自由使用,所以才会有WiFi设备这种非授权频率设备的快速发展。但当我们想使用其它无线频段进行无线通信时,需要使用其它无线协议,或自行开发无线协议,同时面临着高昂的研发成本和需要不断修复Bug的产品。WiFi由于设计之初就使用了CSMA/CA这种可以和其它无线协议及设备同存的机制,同时,随着WiFi设备的大量使用,协议及芯片已经非常的完善。但使用如COFDM等设备时,对于同频干扰,从设备组网,到最后的研发及单设备成本,相比变频WiFi面临着更多难点。所以,对于应用量不是特别大的定制需求,如果能使WiFi芯片在其它频率上工作,将是一种非常好的选择。

在一些特殊行业,允许使用一些其它频段的情况下,可以通过射频电路,将WiFi变频到其它频率上工作,这种设备就是变频WiFi设备。这种需求都需要更好的穿墙特性或绕射能力,都是将WiFi变频到更低的频率上,所以,这种设备一般也叫降频WiFi设备

比如在EoC(Ethernet Over Coax)应用中,可以将WiFi变频到1GHz的频率上,然后通过同轴电缆传输。目前这种方案已经应用在一些广电的同轴网络中。

也可以将WiFi降低到更低的频率上,以提高穿墙特性或绕射能力,从而满足一些特种行业的无线通信需要。如军队,井下等场景。

对射频进行频率进行转换面临着更复杂射频设计要求。如,将2.4G降低到433MHz,然后通过无线传输,将转换回到2.4G时,就可能在二次转换中损失很大的功率,并且引入额外的噪声,从而降低系统的接收灵敏度,减少传输距离,对于电池供电设备来说,也耗费不必要的能量。所以,做好变频WiFi设备的门槛还是很高的。选择设备时需要慎重选择,进行更多的测试。当然国内也有不错的设备,我们测试某公司的ERS340设备设计的相当不错,仅1W的功率工作在334MHz,在测试中穿了十二层楼后,仍然有非常好的通信带宽。

同时,在变频WiFi中,软件也面临着更多挑战。因为通常在更低的频率中,有更多干扰,会产生更大的噪声。同时,绕射产生的多径在低频时会变的更加明显。所以,通常会看到变频WiFi中的噪声值更高,同时,信道抖动更大。另外,在变频WiFi应用时,通常不需要太大的带宽,可以使用芯片隐藏的5/10M的频宽功能来减少频宽,从而降低干扰。芯片在使用5/10M时,也需要相应的优化。在rtMesh系统开发中,我们考虑了变频WiFi中复杂的环境,进行很多的测试、验证及修改,以保证变频后的WiFi设备可以更好的工作。