在當(dāng)今萬物互聯(lián)的時代，低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)以其遠(yuǎn)距離、低功耗的特點(diǎn)，成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要支撐。而在這一領(lǐng)域，TurMass?技術(shù)以其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用前景，正逐步成為新一代LPWAN技術(shù)的領(lǐng)跑者。本文將全方位解析TurMass?技術(shù)，從定義、原理、優(yōu)劣勢到應(yīng)用案例，帶您深入了解這一前沿技術(shù)。
TurMass?是由上海道生物聯(lián)技術(shù)有限公司自主研發(fā)的新一代LPWAN通信技術(shù)。該技術(shù)采用了大規(guī)模多天線免許可隨機(jī)接入（mGFRA）、高效DPFSK調(diào)制、極化碼等先進(jìn)通信技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)海量接入、高速率、廣覆蓋、低成本和高可伸縮性等目標(biāo)。TurMass?技術(shù)的出現(xiàn)，極大地推動了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為萬物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)提供了有力支持。
國產(chǎn)TurMass?技術(shù)的核心在于其獨(dú)特的mGFRA技術(shù)和高效的通信機(jī)制。mGFRA（Grant-Free Random Access with massive MIMO）技術(shù)，即基于大規(guī)模天線的免許可隨機(jī)接入技術(shù)，使得終端可以隨機(jī)選擇信道發(fā)射數(shù)據(jù)包，無需復(fù)雜的信道申請?jiān)S可協(xié)議。這一機(jī)制極大地提高了系統(tǒng)的容量和通信效率。
采用DPFSK調(diào)制+極化碼組合方案，實(shí)現(xiàn)-140dBm接收靈敏度（2kbps速率下），相比LoRa提升10dB鏈路預(yù)算。其核心公式為：
通過天線陣列的波束成形技術(shù)，有效補(bǔ)償路徑損耗Lpath。相較之下，億佰特新發(fā)布的EWM32M系列LoRa無線模塊采用的LoRa擴(kuò)頻技術(shù)雖在抗干擾方面表現(xiàn)優(yōu)異，但受限于單天線設(shè)計(jì)，在復(fù)雜多徑環(huán)境中的信號穩(wěn)定性較TurMass?低22%。
同時，TurMass?技術(shù)還采用了高效的DPFSK調(diào)制方式，相較于傳統(tǒng)的ASK、FSK等調(diào)制技術(shù)，能極大地增加通訊范圍，具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。此外，極化碼等編碼技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。
三層創(chuàng)新機(jī)制：
1. 動態(tài)時隙分配：AI算法實(shí)時調(diào)整TDMA/FDMA/SDMA資源配比；
2. 智能抗干擾：單包多頻點(diǎn)傳輸技術(shù)，抗干擾能力提升300%；
3. 混合組網(wǎng)模式：支持星形/樹形/MESH三種組網(wǎng)拓?fù)?，最大支?級中繼。
廣覆蓋：TurMass?技術(shù)在信號覆蓋能力上表現(xiàn)卓越。其采用先進(jìn)的 DPFSK 調(diào)制和 Polar 碼，結(jié)合多天線技術(shù)，在相同的終端發(fā)射功率和路徑損耗下，TurMass?的平均接收功率相較于傳統(tǒng)技術(shù)具備 8 - 9dB 優(yōu)勢。這使得它能夠提供更遠(yuǎn)的信號覆蓋范圍，視距可達(dá) 60km，開闊地帶可達(dá) 25km，典型城區(qū)可達(dá) 5km ，在很多惡劣環(huán)境下也能保證信號的有效傳播，輕松滿足智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及低軌道衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)等重點(diǎn)領(lǐng)域的信號覆蓋需求。
高速率：該技術(shù)采用差分相移頻移鍵控（DPFSK）調(diào)制技術(shù)，調(diào)制效率和頻譜利用率更高。在信道編碼上，采用咬尾方式有效減少冗余信息，使傳輸數(shù)據(jù)更為緊湊。在相同靈敏度下，TurMass?技術(shù)具有平均 6 倍于傳統(tǒng)技術(shù)的傳輸速率，最高通信速率可達(dá) 85.106kbps，能夠快速傳輸大量數(shù)據(jù)，滿足對數(shù)據(jù)傳輸速度要求較高的應(yīng)用場景。
大容量：TurMass?采用 mMIMO（大規(guī)模多天線）窄帶傳輸技術(shù)與獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)，極大地提升了系統(tǒng)容量。在相同的信號覆蓋和終端活躍度下，TurMass?的最大吞吐量及單網(wǎng)關(guān)支持用戶數(shù)相較于傳統(tǒng)技術(shù)具備約 100 倍以上的優(yōu)勢。例如在 125kHz 帶寬上，TurMass?可以隨機(jī)接入模式支持 30 個 2kbps 終端（隨機(jī)選擇導(dǎo)頻）并發(fā)（PER< 1%） ，分配導(dǎo)頻模式下，能支持 100 個 2kbps 速率終端在 125kHz 帶寬上并發(fā)（PER< 1%），單個 TurMass?網(wǎng)關(guān)在 125kHz 帶寬上的峰值吞吐量可達(dá) 200kbps，輕松應(yīng)對海量設(shè)備連接的需求。
低功耗：TurMass?技術(shù)從多個層面實(shí)現(xiàn)低功耗。其芯片采用 ULP（Ultra Low Power）標(biāo)準(zhǔn)工藝庫，從根本上降低每一個 MOS 管的漏電流；通過靈活電源管理，將芯片內(nèi)部劃分成多個不同的電源管理域，采用不同的電源管理措施來降低功耗；支持無線喚醒功能，避免了廣播式喚醒對所有終端功耗的無謂消耗。在相同的信號覆蓋下，TurMass?傳輸每比特能耗僅為傳統(tǒng)技術(shù)傳輸每比特能耗的 1/6，能夠延長電池供電的終端產(chǎn)品的工作年限，非常適合電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
低成本：TurMass?技術(shù)具有顯著的成本優(yōu)勢。從硬件角度，基于 TurMass?技術(shù)研發(fā)的無線終端 SoC 芯片內(nèi)部集成了 MCU 和收發(fā)器，一顆芯片替代了傳統(tǒng)方案中兩顆芯片的功能，幫助客戶節(jié)省了一個 MCU，降低了 BOM 成本和 PCB 成本。在大規(guī)模應(yīng)用中，如服務(wù) 100000 個終端時，TurMass?的總成本相較于傳統(tǒng)技術(shù)低 40%。若進(jìn)一步考慮網(wǎng)關(guān)架設(shè)和維護(hù)成本，其成本優(yōu)勢則更為明顯，使得整體物聯(lián)網(wǎng)部署成本大幅降低，更易于推廣應(yīng)用。
超高的時隙并發(fā)應(yīng)用：TurMass?技術(shù)通過創(chuàng)新的時隙調(diào)度和高效的資源利用，在單信道 125Khz 下實(shí)現(xiàn)了支持 100 個設(shè)備同時上下行并發(fā)通信的卓越能力。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)中，眾多傳感器需要實(shí)時上傳數(shù)據(jù)，TurMass?技術(shù)憑借其先進(jìn)的動態(tài)時隙分配機(jī)制和低延遲的調(diào)度算法，即使在高密度設(shè)備接入的情況下，也能保障通信穩(wěn)定、可靠，顯著降低組網(wǎng)復(fù)雜度，同時提升網(wǎng)絡(luò)整體效率，為用戶提供更高性價比的無線通信解決方案。
超強(qiáng)的抗干擾跳頻應(yīng)用：憑借單包多頻點(diǎn)傳輸?shù)莫?dú)特設(shè)計(jì)，TurMass?技術(shù)在抗干擾和跳頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色。在智能城市的復(fù)雜電磁環(huán)境中，各種無線設(shè)備眾多，信號干擾嚴(yán)重，TurMass?技術(shù)通過將數(shù)據(jù)包分散到多個頻點(diǎn)同時傳輸，即便某些頻點(diǎn)受到干擾，其他頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)仍可完整還原，從而顯著提高通信的可靠性。與傳統(tǒng)的單頻跳頻方案相比，這種技術(shù)不僅提升了抗干擾能力，還減少了因頻譜擁堵導(dǎo)致的通信延遲，適用于對穩(wěn)定性要求極高的場景，如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)通信等，為用戶提供高效、穩(wěn)定的無線連接保障。
高效的全雙工雙向通訊應(yīng)用：TurMass?技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單信道全雙工通信的突破性應(yīng)用，在同一信道上支持?jǐn)?shù)據(jù)的同時發(fā)送與接收，徹底解決了傳統(tǒng)半雙工通信中的延遲問題。在遠(yuǎn)程工業(yè)控制場景中，控制中心需要實(shí)時下達(dá)控制指令，同時接收設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)反饋，TurMass?技術(shù)的全雙工通信特性使得指令下達(dá)與狀態(tài)反饋能夠同時進(jìn)行，大大提高了工業(yè)控制的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，提升了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的可靠性 。
雖然TurMass?技術(shù)具有以上優(yōu)勢，但在某些特定場景下，如極端惡劣的通信環(huán)境或高密度終端部署區(qū)域，其性能可能受到一定影響。此外，由于該技術(shù)尚處于發(fā)展階段，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚未完全成熟，因此在某些領(lǐng)域的應(yīng)用可能受到一定限制。
TurMass?技術(shù)以其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用前景，在多個領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。以下是一些典型的應(yīng)用案例：
智慧城市：TurMass?技術(shù)可用于智慧城市的各個領(lǐng)域，如智能交通、環(huán)境監(jiān)測、公共安全等。通過部署TurMass?網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)各類傳感器的互聯(lián)互通，為城市管理提供智能化支持。
智慧農(nóng)業(yè)：在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，TurMass?技術(shù)可用于農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測、智能灌溉、動物追蹤等。通過部署TurMass?終端，實(shí)時監(jiān)測農(nóng)田環(huán)境參數(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
校園防欺凌預(yù)警：某普通高校成功啟動了基于TurMass?技術(shù)的校園防欺凌項(xiàng)目。通過部署TurMass?無線通信人員感知雷達(dá)，實(shí)時監(jiān)測校園內(nèi)的活動情況，當(dāng)檢測到異常行為模式時，自動向校園安全管理中心發(fā)送警報信息，有效預(yù)防校園欺凌事件的發(fā)生。
以上常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例充分展示了國產(chǎn)TurMass?技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景和巨大潛力。隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信TurMass技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為萬物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)更多力量。
綜上所述，TurMass?技術(shù)作為新一代LPWAN通信技術(shù)的領(lǐng)跑者，以其獨(dú)特的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景，正逐步成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要支撐。通過深入了解TurMass?技術(shù)的定義、原理、優(yōu)劣勢和應(yīng)用案例，我們可以更好地把握這一前沿技術(shù)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用方向，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用提供更多思路和靈感。
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