突破极限： 摩尔斯微电子在美国约书亚树国家公园测试 Wi-Fi HaLow

2024年9月13日 - 澳大利亚悉尼——专注于 Wi-Fi HaLow 解决方案的领先无晶圆厂半导体公司摩尔斯微电子（Morse Micro），今天宣布在现场测试中成功利用 900MHz Wi-Fi HaLow实现 16 公里（10 英里）视频连接。该测试标志着Wi-Fi HaLow正突破Wi-Fi技术的极限。近期摩尔斯微电子在美国约书亚树国家公园（Joshua Tree National Park），进行一系列严密的Wi-Fi HaLow测试。该公园以广阔开放的空间和极低的射频噪音而闻名,为探索摩尔斯微电子尖端技术的真正性能提供了理想的环境。

搭建设备：为测试做准备

测试开始时，摩尔斯微电子在一处宁静的山谷边缘安装了一个评估套件作为接入点（AP）。并使用了现有的MM6108-EKH01 评估套件（贸泽Mouser官网有售），其中包含一个带有 MM6108-MF08651 Wi-Fi HaLow 参考模块的 Raspberry Pi 4。该评估套件通过标准 1 dBi 低增益全向天线输出 21 dBm（125mW）的功率，总等效辐射功率为 22 dBm。选择这款套件，是因为摩尔斯微电子的目标是使用标准设备测试 Wi-Fi HaLow 覆盖范围的极端边缘连接，而这套设备可部署在摄像头等电池供电设备中。摩尔斯微电子没有刻意使用高增益定向天线或极高的输出功率，因为这样会限制现场的实操性。摩尔斯微电子还决定不调整 802.11ah 参数进一步扩大连接范围，以保持互操作性和 Wi-Fi CERTIFIED HaLow的可用性。

寻找极限：计算最大理论范围

为了确定极限所在，摩尔斯微电子根据 IEEE 802.11ah 标准规定的最长运行时间计算了最大理论范围。接着，又计算了该范围的最大理论吞吐量，同时考虑了模块输出功率、天线增益和自由空间路径损耗计算。利用弗里斯传输方程（Friis transmission equation），预计在 15.9 公里（约 10 英里）的最大范围，信号损耗为 116 dB。

数据分析

在视频中，可以看到摩尔斯微电子使用了以下公式计算出最大覆盖范围：

距离 = 速度 × 时间

Wi-Fi HaLow 射频信号以光速传播，而摩尔斯微电子芯片所遵循的 IEEE 802.11ah 规范规定的槽时间为 52µs。考虑到设备间的细微差异，摩尔斯微电子实现的允许最长运行时间为 53µs。因此得出最大理论范围是15.9 公里（约 10 英里）。

值得注意的是，为了提供可靠、合规、且高吞吐量的连接，所有 Wi-Fi 技术都必须遵循一些影响最大传输范围的限制条件，如槽时间、CTS 超时和 ACK 超时。对于 Wi-Fi HaLow 而言，这个最大范围限制明显优于任何其他 Wi-Fi 技术。

虽然从理论上讲，Wi-Fi HaLow 信号可以传播到数百公里以外的地方还能被检测到，但符合 IEEE 802.11ah 标准要求的最大范围仍受到槽时间参数的限制。

从理论到现实：测试吞吐量

接下来，摩尔斯微电子计算了最大传输范围的理论吞吐量。使用MCS 速率表并根据 -94 dBm 的信号强度，预计在 4 MHz（灵敏度 = -95 dBm）时可达到 MCS2，可提供 4.5 Mbps 的吞吐量或 4 Mbps 的 UDP MAC 吞吐量。

现场测试结果

在接近理想条件的约书亚树国家公园，摩尔斯微电子在 15.9 公里（约 10 英里）的范围内实现了惊人的 2 Mbps UDP 吞吐量。这不仅是关乎维持连接，更是为支持实际应用提供有意义的数据速率。这项技术可以应用于随身摄像头的点对点通信、户外探险的对讲机、农业和矿业的物联网解决方案等，传输范围和可靠性都至关重要的场景。

摩尔斯微电子在约书亚树国家公园的测试表明，摩尔斯微电子的 Wi-Fi HaLow 不仅是优异的数据，更是在最需要的环境中提供真正的价值。这项测试证明，摩尔斯微电子可以达到最大的 Wi-Fi HaLow 理论范围，同时仍然能提供优异且可用的吞吐量。无论在偏远的农村地区作业，还是在广袤的地区部署物联网解决方案，Wi-Fi HaLow 都能持续可靠地运行。