IEEE發(fā)言稿新一代無線通信技術(shù)LDSW簡介更新

2024年9月IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde1作者：新一代低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)（LDSW）日期：2024年9月12日12024年9月，IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde2摘要LDSW（低占空比智能無線通信技術(shù)）將滿足IEEE定義的所有物聯(lián)網(wǎng)功能《802.15.4fActiveRFIDPARSubmittalfromtheRFIDStudyGroup》LDSW標(biāo)簽不僅用于身份識別，還可滿足各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要。它可以連接和控制傳感器、控制器，和定位模塊。同時(shí)它又處于一種周期性睡眠，喚醒后監(jiān)聽工作指令信號一瞬間的低占空比低功耗工作模式。它可以以一種經(jīng)濟(jì)有效的方式處理各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用問題。這包括處理海量終端設(shè)備，無論它們處于固定位置或處于快速移動狀態(tài)，它們的ID是否已知。任何LDSW設(shè)備都可以在任何時(shí)間，啟動與其他LDSW設(shè)備的通信，通過在一段大于目標(biāo)設(shè)備睡眠蘇醒周期的時(shí)間段內(nèi)，連續(xù)不間斷地發(fā)送喚醒信號，即可在1秒內(nèi)喚醒它們并建立通信。系統(tǒng)只在任何需要的時(shí)間才啟動同步。這與周期性發(fā)射信標(biāo)的同步方式不同。它會降低系統(tǒng)功耗并增加系統(tǒng)工作靈活性2Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde3

背景信息革命正從互聯(lián)網(wǎng)走向物聯(lián)網(wǎng)。然而物聯(lián)網(wǎng)市場需求與現(xiàn)實(shí)之間存在著很大的差距世界需要一個(gè)好的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以滿足市場需求3September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde44它們的特征是“小數(shù)據(jù)”、“突發(fā)”、“異步”、隨機(jī)”，“海量”、這與3GPP處理的數(shù)據(jù)完全不同September2024Doc.IEEE802.15.45September2024Doc.IEEE802.15.4廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析IEEE802.15.4系列：（包括LORAWAN和藍(lán)牙等）主要用于傳感器數(shù)據(jù)收集；在RFID功能方面的改進(jìn)有限。該標(biāo)準(zhǔn)非常適合低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用，如傳感器網(wǎng)絡(luò)，但在高密度、動態(tài)環(huán)境中使用存在局限性。有源RFID：主要用于識別和位置跟蹤。它在需要主動監(jiān)控和實(shí)時(shí)定位的環(huán)境中表現(xiàn)出色，例如在大面積或復(fù)雜基礎(chǔ)設(shè)施中跟蹤資產(chǎn)。但無法處理海量標(biāo)簽的頻繁讀寫，特別是快速移動的海量標(biāo)簽流的讀寫。（車流、人流、物資流等）RedCap：旨在簡化3GPP協(xié)議，以更好地適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）需求。然而，因?yàn)?GPP最初是為高帶寬應(yīng)用（如音頻和視頻傳輸）設(shè)計(jì)的，通常使用同步通信協(xié)議。這些協(xié)議并不適用于典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，后者特征為輕量、突發(fā)性、異步和瞬態(tài)數(shù)據(jù)。因此，將這些同步協(xié)議直接用于通常要求最小延遲和開銷的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)是具有挑戰(zhàn)性的。它們都無法同時(shí)滿足所有物聯(lián)網(wǎng)基本功能的要求！Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde6“目前沒有任何一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足這些要求”IEEE長期以來尋求的一種解決方案

就是定義在如下文件中的新一代有源電子標(biāo)簽方案《802.15.4fActiveRFIDPARSubmittalfromtheRFIDStudyGroup》-在實(shí)現(xiàn)雙向?qū)崟r(shí)通信前提下，仍能保證超低能耗（低占空比）-低發(fā)射機(jī)功率-單向通信和雙向通信-高標(biāo)簽密度（成千上萬的大標(biāo)簽種群）--（可讀寫快速移動的高密度標(biāo)簽）額外增加的

可實(shí)現(xiàn)讀寫器與標(biāo)簽，標(biāo)簽與標(biāo)簽之間的通信及信息中繼一對一和一對多通信（多播）（能實(shí)現(xiàn)按需同步）額外增加的（多通道協(xié)作）額外增加的—身份驗(yàn)證傳感器集成-精確的位置確定能力（室內(nèi)和室外）-100米讀取范圍（需要更長的范圍>1000米）-額外增加的-全球可用性-窄帶寬傳輸信道小于3MHz帶寬-在存在來自有源RFID的操作的頻帶內(nèi)運(yùn)行的其它設(shè)備的干擾的情況下能進(jìn)行正常工作6September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde7802.15.4面對的挑戰(zhàn)它需要更好的工作效率，更快的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠處理更多的設(shè)備和在非常低的功率下處理不同的場景應(yīng)用。.7Dash-7組織的測試September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde8LDSW（低占空比物聯(lián)網(wǎng)智能無線通信技術(shù)））以下是具體解釋8LDSW是專門為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的它具有新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、新的功能和顛覆性的新技術(shù)September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde9LDSW的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（與寬帶網(wǎng)連接的窄帶星狀網(wǎng)

及點(diǎn)對點(diǎn)對等通信和數(shù)據(jù)中繼）9網(wǎng)關(guān)閱讀器可以根據(jù)需要增加通道數(shù)量，它將寬帶協(xié)議和窄帶協(xié)議連接在一起。兩者都能有效地工作LDSW網(wǎng)可以是為公眾服務(wù)的公共窄帶網(wǎng)絡(luò)，也可以是局域網(wǎng)絡(luò)September2024Doc.IEEE802.15.410September2024Doc.IEEE802.15.4成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司LDSW拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析LDSW采用LDSW網(wǎng)關(guān)讀寫器橋接兩種不同通信協(xié)議的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的解決方案，將同步通信協(xié)議（如3GPP中使用的）與異步通信協(xié)議LDSW橋接起來，有效的解決了具有兩種完全不同數(shù)據(jù)傳輸要求的應(yīng)用場景的需求。這種方法允許每種協(xié)議在其理想的環(huán)境中運(yùn)行，而不是會導(dǎo)致其功能削弱的強(qiáng)制融合。保持這些協(xié)議的獨(dú)立性，讓它們各自發(fā)揮最佳效能，而不是嘗試將它們合并成單一解決方案是合理的。

只在寬帶網(wǎng)絡(luò)不存在的偏遠(yuǎn)地方，才會使用點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)中繼方式，形成一種與寬帶網(wǎng)絡(luò)連接的鏈狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。提供窄帶物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的“第四張”電信運(yùn)營網(wǎng)，LDSW系統(tǒng)依托現(xiàn)有寬帶網(wǎng)，它既可以是一張面向政府、企事業(yè)單位和廣大老百姓提供豐富多彩的各種物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的電信運(yùn)營網(wǎng)；也可以是一個(gè)連接WIFI等寬帶網(wǎng)的局域物聯(lián)網(wǎng)，為企事業(yè)單位自己服務(wù)。IPV6身份編號是LDSW進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的身份證：所有LDSW終端，都將以自己唯一的IPV6編號做自己身份標(biāo)識，電信運(yùn)營商將根據(jù)其使用自己網(wǎng)絡(luò)的情況對其征收一定的網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)。Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde10對等通信所有LDSW設(shè)備（包括讀寫器和標(biāo)簽）平常都可處于超低占空比的工作模式。任何一個(gè)設(shè)備都可以通過連續(xù)、不間斷地向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送喚醒信號來啟動通信，喚醒時(shí)間比目標(biāo)設(shè)備睡眠蘇醒周期略長，它可在1秒內(nèi)建立起通信。見第14頁無移動網(wǎng)絡(luò)信號時(shí)采用點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)中繼11September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde11新一代有源RFID的概念作為新一代有源電子標(biāo)簽的LDSW標(biāo)簽，可以連接并控制與之連接的傳感器、控制器和衛(wèi)星定位模塊等，并采集相關(guān)信息。它可以以非常低的功耗和成本處理各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用問題，無論是標(biāo)簽的數(shù)量有多大，它們的ID是否已知還是未知，標(biāo)簽位置固定或快速移動；另外它自身的單片機(jī)還可進(jìn)行邊緣計(jì)算和運(yùn)行預(yù)設(shè)的程序。12September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde12廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍..................13September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde13下面將進(jìn)行解釋關(guān)鍵技術(shù)突破“DNACheck”

——類似于IEEE802.15.4CCA模式2“多信道協(xié)同”

-在同一系統(tǒng)中可有多個(gè)頻道同時(shí)工作“按需進(jìn)行同步”-動態(tài)授時(shí)

只在需要時(shí)才啟動同步，不同于定時(shí)發(fā)送信標(biāo)的同步方式

使用標(biāo)簽連接和控制傳感器和控制器等的工作。

增加工作靈活性

宏代碼命令-節(jié)省功耗和獲得更多的靈活性14September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde1415September2024Doc.IEEE802.15.4DNA檢測

圖示說明Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde15“DNA檢測”的優(yōu)點(diǎn)大幅降低功耗

-平均<10uAs超-低功率遠(yuǎn)距離標(biāo)簽只在發(fā)射時(shí)消耗更多的功率--可采用低功率遠(yuǎn)距離高效的星狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提高工作可靠性-保證收到的數(shù)據(jù)包正確可靠可實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的低功耗實(shí)時(shí)控制-響應(yīng)時(shí)間可<1秒16September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde16多信道協(xié)同工作方式圖示說明閱讀器可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)無線收發(fā)機(jī)模塊以便處理更大量的終端17September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde17“多信道協(xié)同”的優(yōu)勢簡化LDSW系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所有的標(biāo)簽都可以互聯(lián)互通，（統(tǒng)一在一個(gè)信道上監(jiān)聽）

可以處理快速移動的海量標(biāo)簽流加快整個(gè)通信過程低成本半雙工標(biāo)簽可以用作“全雙工”或“多功”標(biāo)簽18September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde18僅在需要時(shí)候才啟動簡短的同步過程（可在一秒左右）19不同于其他無線通信技術(shù)，包括802.15.4和LORAWAN等采用周期性發(fā)射信標(biāo)的方式來同步，LDSW按需同步方式大大降低了功耗，增加了系統(tǒng)的靈活性September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde19應(yīng)用方案A：準(zhǔn)確的室內(nèi)位置利用多通道協(xié)作和動態(tài)授時(shí)技術(shù)的優(yōu)勢，簡單低成本標(biāo)簽可以用于標(biāo)簽定位20September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde20應(yīng)用方案B：準(zhǔn)確的戶外位置發(fā)送命令打開GPS獲取位置信息，在接收到位置信息后立即關(guān)閉GPS，可以節(jié)省大量電力LDSW標(biāo)簽+GPS模塊=LDSW衛(wèi)星定位標(biāo)簽21September2024Doc.IEEE802.15.4Jason廖成都西谷數(shù)字技術(shù)有限公司subumissionSilde21總結(jié)*LDSW是新一