ZETA Advanced M-FSK是LPWAN領域的“5G”，5G實現(xiàn)了移動寬帶領域的更高速率，Advanced M-FSK則實現(xiàn)了LPWAN領域的更廣覆蓋。

上一篇重點介紹了縱行科技研發(fā)的Advanced M-FSK調制技術的需求來源，基本原理和幀結構，得到了眾網(wǎng)友的認可，意猶未盡，本文繼續(xù)介紹Advanced M-FSK的一些重要理念。總結一句話：Advanced M-FSK是5G在LPWAN的領域延申，是LPWAN領域的“5G”。5G實現(xiàn)了移動寬帶領域的更高速率，Advanced M-FSK則實現(xiàn)了LPWAN領域的更廣覆蓋。與LoRa技術相比，具有更好的擴展性，可以接近兆級別的速率，極大的擴展了ZETA LPWAN的應用場景。

注：以上表格傳輸寬帶為120kHz

這里再簡單的回顧Advanced M-FSK的調制技術，如下表所示：

Advanced M-FSK調制技術參數(shù)包括：傳輸頻域總帶寬BW（不含保護帶寬）、頻點間隔SCS（SubCarrier space）、信道編碼速率CR（Code Rate）。由頻點間隔SCS和傳輸總帶寬BW得到頻域因子（根據(jù)載波頻點數(shù)所能傳輸?shù)谋忍財?shù)）；為了保證頻點間正交，符號時長至少為。根據(jù)頻域因子、信道編碼速率、傳輸頻域總帶寬和符號時長確定頻譜效率和比特速率，具體推導過程為：

頻率因子：

比特速率：

頻譜效率：

Advanced M-FSK中的參數(shù)SCS把Advanced M-FSK和5G聯(lián)系起來了。

Advanced M-FSK是5G在LPWAN領域的延申，是LPWAN領域的“5G”

在5G 領域，隨著帶寬增加，時延需求提高，以及頻帶不斷向上擴展從sub 3GHz擴展到sub 6GHz到毫米波。引入了可擴展的(Scalable)載波間隔參數(shù)，以適應各種場景。

其中支持表格如下，可以看出，SCS是隨著傳輸速率增加而不斷變大:

LPWAN應用場景以低頻觸發(fā)低速率應用為主，如抄表，標簽信息等，數(shù)據(jù)量少要求覆蓋遠為主，所以Advanced M-FSK主要考慮覆蓋遠的要求，頻帶以sub 1GHz為主。假設傳輸帶寬以120kHz為例，隨著SCS變小，速率更小，同樣可以獲得更遠的覆蓋：

如上所述，5G的SCS通過2的冪次增長，不斷獲得更高的速率；而Advanced M-FSK則通過2的冪次負增長，不斷的獲得更遠的覆蓋。

下面用一張圖形象的表達Advanced M-FSK與5G在不同方向與維度的比較，可以看出為了追求極高的速率和極致的覆蓋，他們是向相反的方向走的：

總結表格如下：

綜上所述，5G通過SCS實現(xiàn)高帶寬下的高速率，ZETA Advanced M-FSK則通過SCS實現(xiàn)窄帶寬的廣覆蓋，因此Advanced M-FSK是5G在LPWAN領域(即低速率和廣覆蓋)的補充和擴展，Advanced M-FSK是LPWAN領域的5G。

Advanced M-FSK相比LoRa具有更高頻譜效率，同等帶寬下速率更高

Advanced M-FSK在能量效率基礎上，同樣可以不斷的增加頻譜效率，從而增加速率，提升Advanced M-FSK場景應用范圍。

Advanced M-FSK相比LoRa頻域因子K具有更大的靈活性。Advanced M-FSK與5G類似，為了提升速率，增大頻點間隔SCS，即使頻域因子K變小。

LoRa的技術也是通過改變時域SF和帶寬兩個參數(shù)，選擇合適的速率。如果帶寬一定，選擇SF越小，則速率越大，理論上選擇SF=1，速率最高。但實際應用中，市場上并未出現(xiàn)支持SF=1的產(chǎn)品，SF至少要大于等于6，實際上原因是CSS信號在SF=1的情況下并不容易發(fā)送，即在短時間內(nèi)發(fā)送完整的CSS信號很困難。而Advanced M-FSK對頻域因子沒有限制，所以Advanced M-FSK具有更好的擴展性。

Advanced M-FSK相比LoRa具有相位調制功能。Advanced M-FSK與5G類似，可以通過增加相位調制增加頻譜效率。5G是QAM調制，即在幅度和相位上同時調制信息；Advanced M-FSK為了保證能量效率，只進行相位的調制。而LoRa是無法調制相位的，即如表1所示，LoRa只能發(fā)送CSS信號，此信號并沒有任何其他調制信息，所以無法額外發(fā)送比特。下圖是相位調制示意圖，8PSK每個符號可以額外發(fā)送3比特。

下表示意不同帶寬通過增加相位調制獲得速率：

從以上描述可以看出，Advanced M-FSK相比LoRa具有更高的頻譜效率，在帶寬上更容易擴展，可以在相位上調制信息。使Advanced M-FSK相比LoRa在sub 1GHz有限帶寬內(nèi)能滿足對數(shù)據(jù)量要求更高的應用場景。如果在非授權更高頻段內(nèi)（比如2.4/5GHz），在保證終端的能量效率內(nèi)，能滿足兆級別數(shù)據(jù)的傳輸，因此可以應用到更廣的工業(yè)場景中。

總結

本文在上一篇基礎上，進一步通過5G的物理層基本重要參數(shù)SCS介紹了Advanced M-FSK技術，以及通過相位調制參數(shù)使Advanced M-FSK在有限帶寬內(nèi)能達到更高速率，相信大家也更進一步理解了Advanced M-FSK的精髓。LoRa技術是基于時域擴頻技術發(fā)展起來的，在相對較高帶寬時面臨著種種限制，而Advanced M-FSK技術充分借鑒5G中創(chuàng)新性的基礎概念SCS，打破了相對高帶寬的限制，是LPWAN領域的5G。Advanced M-FSK無論在峰值速率還是覆蓋范圍的可擴展性方面，Advanced M-FSK都顯著超過了LoRa技術,為行業(yè)提供了另外一種更低成本的LPWAN連接技術路徑。

截止目前本系列文章僅介紹了Advanced M-FSK發(fā)送端設計理念，接收機方面設計如何？如果點贊較多，還有更詳細分析。