Weightless-P：物联网应用双向通讯标准

许多应用可能无法采用诸如Wi-Fi或ZigBee等现有无线网路标准，为解决这一问题， Weightless特别兴趣小组(Weightless SIG)正致力于开发低功耗广域网路(LP-WAN)新标准，新的Weightless-P标准主要针对具挑战性的都会环境，可在高达2km的距离内为以电池供电的行动装置或基地台提供双向通讯。透过联手SIG成员 云创科技(M2Communication;M2COMM)提供基于现场可验证的技术，该新标准预计可在今年第四季准备就绪，并于2016年初推出

Weightless SIG执行长William Webb指出，这项计划一开始源于电视“空白频谱”(white space)作业频率的重覆利用。“那其实是Weightless-W标准，但全球并未着眼于开发空白频谱的可用性，因此该协议一直被搁置直到频道可用的 时候。”SIG后来开发了Weightless-N，并在今年五月发布，瞄准在高达7Km的距离内以低资料率为IoT装置到基地台提供低成本的单向通讯。

“但还有一系列的应用需要双向通讯，”Webb说，“以便确认讯息接收、软体更新等。他们需要比Weightless-N更高的资料率。Weightless-P正瞄准了这些市场需求。”

根据Weightless SIG官网，Weightless-P将利用窄频通道以及12.5kHz通道的FDMA+TDMA调变，作业于免授权的sub-GHz ISM频段。IoT装置与基地台的通讯将可实现时间同步，从而管理无线电资源与处理交握机制以实现装置漫游。可用的通讯资料率能够根据链路品质与所取得的 资源，在200bps到100kbps之间调整。

至于发布该标准的时间表，Webb指出，目前许多技术细节都已经到位了。“Weightless-P将重复利用Weightless-W　MAC层中的许多原则，”而实体层则根据M2COMM的RF技术，并进一步扩展范围。

M2COMM 技术发言人Fabien Petitgrand表示，原始技术瞄准在100m左右中等范围，为IoT装置(数位价格标签)提供室内覆盖。这些数位价格标签采用电子墨水(e- ink)或LCD显示器，能够取代商店货架上的纸类价格标签， 让商店得以透过无线方式调整产品价格。这项技术的其他主动式应用还包括工厂中的生产批次的资讯显示器，提供包括即时状态与待处理的下一个步骤等资讯。由于 这是一种双向的通讯，这些显示器还能整合感测器，监测货品的环境状况。双向通讯还可实现讯息传送验证以及单向通讯无法支援的其他安全功能。

虽 然Weightless-P是从M2COMM的技术发展而来的，但Petitgrand强调它也不是照单全收。“Weightless还重新利用在我们系 统中的一些技术，例如其低功耗作业模式，而且还使其更为先进。它其实更像是从头开发起的技术，而不是重复利用。”Petitgrand并指出，参与定义这 项标准的成员们“都有丰富的经验，也清楚地知道开发的目的以及如何实现。”他预期，一旦这项标准完成，M2COMM将为符合新标准而准备好调整其晶片设 计，最早在2016年初推出Weightless-P硬体。

Petitgrand表示，目前虽然还有其他的LP-WAN方案可用或正开发 中，也有手机系统到IoT等应用，但Weightless-P标准具有一些关键差别。“IoT的趋势正朝向采用上行链路但小量资料传输的大量装置发展， ”Petitgrand指出，Wi-Fi并不是为大量利用同一接取点(AP)的装置而设计的，网格网路也无法扩展到给几千个装置应用，而行动网路要处理许 多装置同时传送简短讯息的话，开销又太大了。

Petitgrand并指出，Weightless-P专为服务于工业IoT(IIoT)应 用而设计，在这一类应用中，双向通讯至关重要。诸如SigFox与LoRa等系统并不能在所宣称的最大范围内确保可靠的双向通讯，“随着用户数目增加，干 扰与杂讯随之提升，从而影响传输范围。”因此，他说，Weightless-P网路的同步本质则由于为装置提供了预定的接取时间，从而避免了这一类的干 扰。

Webb进一步指出，相较于许多替代标准，Weightless-P是一项开放的标准，预计在几个月内就可正式启用。 “Weightless-P将会相当接近于LoRa 标准，但LoRa的晶片组是专有的，而不是一项真正的开放标准。”至于像802-11ah或LTE Category M等悬而未决的开放LP-WAN标准，“其他提议的标准才刚起步，还不至于成为竞争标准。”

Webb指出，开发人员必须加入Weightless SIG成为会员，才能在标准就绪时取得Weightless-P，以及参与SIG正发展中的互通作业性认证程序。不过，针对Weightless-P装置的设计与生产，目标并不需要授权费也不存在任何限制。