物联网产品设计中Wi-Fi连接的四个关键因素

连接的设备和用户数量正在快速增加。这真是一件好事！然而，为了实现物联网基础设施的可持续发展，物联网设备必须能够在任何环境下自由运行。不能连接到本地接入点(AP)的物联网设备是无用的。设计物联网产品时，系统设计人员需要了解各种Wi-Fi参数，如发射功率、接收灵敏度、共存能力、吞吐量等。本文将介绍一个成功的物联网产品的一些重要特征。

2.4 GHz频段非常拥挤

工作在2.4GHz频段的Wi-Fi和蓝牙技术是物联网设备常见的无线技术。但是，Wi-Fi技术在每个家庭的电视机、笔记本电脑、平板电脑、手机上的应用非常广泛，不仅仅是物联网设备。现在的2.4GHz频段就像一个会议室，几个人同时想在里面说话。但是，如果你想让每个人都能听懂讲话，一次只能允许一个设备“讲话”。

现在想象一下，一个设备不能高效通信，但它一直在说话。张对其他设备不说话，而且有意义的电话也不能在会议室打。在过去，Wi-Fi标准并不重视性能和频带利用率。随着Wi-Fi设备密度的不断增加，Wi-Fi联盟需要在遵守协议的基础上增加严格的性能要求，只有满足性能要求产品的才能通过认证。

物联网设备制造商需要摒弃“低成本是唯一出路”，确保他们设计的无线互联设备不会性能低下或对附近的其他无线设备产生不利影响。哪怕只有一台设备性能差，也能拖垮客户的整个Wi-Fi网络。

为了让物联网经久不衰，系统设计师必须使用高度可靠的Wi-Fi连接。供应商必须了解设计不佳的后果，因为这将直接影响产品的成败和品牌声誉。物联网产品，无法连接接入点，对客户无用。

当客户遇到任何连接问题时，他们可能会返回产品或在互联网上留下坏的评论产品。这些问题会导致产品失败，对品牌产生负面影响。即使产品设计的很好，也需要为不熟悉物联网的客户提供广泛的技术支持。

以下是无线网络连接不良的一些典型特征：

通信距离短

低吞吐量

高分组错误率

共存能力差

通信距离短会限制物联网设备和接入点之间的距离。将设备连接到接入点通常是客户对您的第一印象产品。如果无法连接，在大多数情况下，客户会退回产品产品，留下不良评论。您的物联网产品无法连接到某个距离的接入点的原因可能是传输功率低、灵敏度差或不支持波束成形传输，因为Wi-Fi  链路需要在两台设备之间交换数据包才能建立连接。

传动功率

物联网设备的传输功率将影响接入点接收其信号的能力。当功率超过一定水平时，Wi-Fi放大器的输出开始失真。为了解决这个问题，大多数无线设备限制传输功率。当然还有其他的方法。赛普拉斯采用专有方法解决Wi-Fi功放失真问题，增加发射功率。

输电能力的另一个大问题在于不同国家设定的监管限制。因此，需要根据东道国的要求控制最大传输功率，满足监管要求。因此，Wi-Fi子系统必须提供便利或自动化方法来控制传输功率，使物联网设备能够以最大传输功率水平传输，同时避免违反任何法规(FCC、ce等)。)。)规定。

接收灵敏度

接收灵敏度是指设备接收接入点信号的能力。优秀的接收灵敏度和优秀的发射功率是保证通信距离的关键。有些Wi-Fi设备有内置算法，在处理输入信号时可以比其他设备提供更好的信噪比。因此，在为物联网产品选择Wi-Fi设备时，应充分考虑接收灵敏度。

链路预算

链路预算也将对通信距离产生重大影响。

发射功率、接收灵敏度和环境因素共同决定了两个无线设备之间的链路预算。假设一台设备的发射功率比另一台设备大3dBm(分贝毫瓦)，灵敏度为-3dBm。这将使链路的预算增加6分贝。链路预算每增加6分贝，通信距离就会增加一倍(见图)。

波束成形传输

波束成形传输用于定向聚焦传输功率，这有助于改善聚焦方向上的通信距离。例如，如果物联网设备支持波束成形传输，它们可以连接到更远距离的接入点。然而，并非所有无线设备都支持波束成形传输。波束成形技术最早出现在802.11n标准中，但最终如何实施由制造商决定。这带来了互操作性问题。在802.11ac标准中，这个特性在WLAN规范中有很好的定义，可以实现互操作。因此，11ac是提高无中继通信距离的必要条件。