主要从几个指标,抗干扰,信道容量,链路预算,网络共存的问题。
- 抗干扰
UNB技术采用窄小的射频信道,相邻子载波可以正交,避免了子载波之间的干扰,将功率分配到子载波之间,补偿了每个载波的衰落环境。LPWAN应用的UNB主要是每个终端的上行使用一个子载波,基站可以处理多个上行子载波,这与使用多个子载波的宽带系统非常相似。利用多个窄带子载波减少了共享给定信道访问的端点数量,以减少与其他窄带用户的干扰机会。如下图所示,UNB中单个窄带所遇到的噪声水平也是最小的。因此,接收机不需要通过频率解扩处理增益来解码信号,这有利于简单和廉价的收发器设计。尽管如此,在UNB中,小频率随时间的变化相对于信号带宽可能会变得比较显著。这些频率漂移造成了一些负面影响,如难以检测和解调信号和增加消息之间碰撞的可能性。
SS是一种宽带技术(尽管反过来不是真的),它提供了一些好处,包括抗干扰和干扰。大多数干扰(窄带或宽带)和干扰信号都被拒绝,因为它们在接收机的解扩过程中没有SS键。所有SS对干扰都有一个阈值/容忍限度,超过这个限度通信就会停止。该阈值限制由SS处理增益决定,SS处理增益是射频带宽与信息带宽的比值。尽管有这些好处,SS可以迅速饱和,并可能有进一步的干扰问题,如在密集的环境中自噪声。自噪声的原因是每个设备/用户都是其他设备/用户的干扰源。此外,接收器必须从每个发射机获得相等的功率,如果它从任何设备/用户接收到额外的功率,这意味着该设备/用户正在对其他设备/用户造成进一步的干扰。功率控制保证它们在接收端以相等的功率PRX接收,以避免干扰。
简单地说,在LPWAN中,范围是根据数据速率决定的。因此,由于接收机的灵敏度增加,较低的数据速率提供较长的范围。然而,这是范围和传输时间之间的权衡,因为较低的数据速率将需要较长的数据包传输时间,这将增加与其他LPWAN网络的干扰/碰撞的可能性。一般来说,UNB提供的数据速率比SS低,因此UNB的数据速率慢和频率漂移问题可能会增加基于UNB的LPWAN的干扰可能性。否则,由于使用宽带,SS中干扰的可能性高于UNB(下图),实现损耗不能完全被处理增益(信噪比的下降被处理增益抵消)抵消。
- 信道容量
在LPWAN技术中,覆盖范围决定了有效传输数据的范围/区域,而容量使我们能够使用该链接执行各种操作。容量是在链路上减去MAC数据和所有其他开销(包括安全性、干扰和所有实际开销)后可利用的吞吐量(实际数据量)。然而,数据速率是PHY层的度量,它表示总体数据,而不是用户体验到的实际吞吐量。上行链路和下行链路的容量也不同。UNB和SS技术的标准加性高斯白噪声(AWGN)信道容量可以根据香农信道容量进行评估。在这里,它是以所有用户每单位可用带宽的总体比特率的形式定义的。单用户带宽B (Hz)下最大理论数据速率C (bps)和接收功率PRX (W)的香农信道容量公式为:
其中N0为噪声密度(W/Hz), BN0为信道带宽中的噪声功率(W)。UNB的容量可以基于纯FDMA系统计算,整体带宽可以分配给k个用户,接收功率PRX,带宽B/k。因此,k个用户的系统可用容量为: