LoRaWAN su kalitesi sensörlerinin hassasiyetini artırmak için donanım tasarımında, parametre yapılandırmasında ve sinyal işlemede iyileştirmeler yapılabilir. Bu yöntemler şunlardır:

1. Donanım tasarımını optimize edin.

Düşük gürültülü yükselticilerin (LNA) kullanımı: LNA, sinyalleri alıcı devresine girmeden önce yükselterek gürültü girişimini azaltır ve sinyal-gürültü oranını iyileştirir. Örneğin, endüstriyel bir IoT cihazı, -110dBm ile -90dBm arasındaki dinamik aralıkta kararlı çıkışı korumak için LNA kazanç tahsisini optimize eder ve böylece bit hata oranını 10⁻⁶'nın altına düşürür.

Yüksek kazançlı anten seçimi: Bu antenler sinyal iletim ve alım verimliliğini artırarak kapsama alanını genişletir. Örneğin, halka şeklinde yama antenlerle donatılmış terminal cihazları, karmaşık bina ortamlarında geleneksel yama antenlere kıyasla %22 daha geniş bir sinyal kapsama yarıçapı elde eder.

Anten yerleşimini optimize edin: İyi tasarlanmış bir anten yerleşimi, besleyici kayıplarını azaltır ve etkili yayılan gücü artırır. Örneğin, 3D baskı anten teknolojisi, etkili yayılan gücü %8-10 oranında artırabilir.

Çoklu antenli çeşitlilik alım teknolojisini kullanın: Bu teknoloji, sinyalleri birden fazla anten aracılığıyla alır ve ardından alım hassasiyetini artırmak için bu sinyalleri birleştirir. Örneğin, IEEE 802.15.4-2020 standardında, çoklu antenli çeşitlilik alım teknolojisi alım hassasiyetini -125 dBm'ye kadar artırabilir.

2. İletişim parametrelerini doğru şekilde yapılandırın.

Yayılma faktörünü ayarlayın: Yayılma faktörü ne kadar yüksek olursa, alıcı hassasiyeti de o kadar yüksek olur. Bununla birlikte, yayılma faktörünü artırmak veri iletim hızını da düşürebilir, bu nedenle gerçek uygulama senaryosuna göre bir denge kurulmalıdır.

Bant genişliğini optimize edin: Bant genişliğini azaltmak alım hassasiyetini artırır ancak veri iletim hızını da düşürür. Uygulamada, minimum sinyal-gürültü oranını korurken optimum iletişim performansını elde etmek için bant genişliğini saha testleri yoluyla ayarlayın.

Dinamik kanal seçimi: Alım hassasiyetini artırmak için, sinyal-gürültü oranı (SNR) ≥8dB olan kanallar dinamik olarak seçilir ve yüksek parazit içeren kanallar elenir.

3. Sinyal işleme algoritmasının optimizasyonu

İleri Hata Düzeltme (FEC) algoritması: FEC algoritması, iletim hatalarını düzeltmek için veriyi vericide kodlar ve alıcıda çözer; böylece sinyalin parazitlere karşı direncini artırır ve dolaylı olarak alım hassasiyetini iyileştirir. Örneğin, kanal kodlamasının CRC-16'dan CRC-24'e yükseltilmesi, bit hata düzeltme oranını 10⁻⁴'ten 10⁻⁶'ya çıkarır.

Uyarlanabilir Modülasyon ve Kodlama (AMC) uygulanmıştır: AMC, kanal durum bilgisine göre modülasyon sırasını ve kodlama şemasını dinamik olarak ayarlayabilir. Kanal koşulları iyi olduğunda, yüksek hızlı modülasyon ve kodlama şeması kullanılır; kanal koşulları kötü olduğunda ise, alım hassasiyetini ve veri iletim verimliliğini artırmak için düşük hızlı ve yüksek güvenilirlik modülasyon ve kodlama şeması kullanılır.