开启LPWAN 2.0时代的底层技术：Advanced M-FSK( 二 ) 物联网智库转载二次转载请联

由ZETA 提出的Advanced M-FSK进行了深度挖掘设计。最重要的参数如下：
频点数：
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其中K为这个符号所能调制的信息比特数。频点间隔(SubCarrier space), 以及编码速率（code rate）。
则总带宽/速率等可以根据这几个参数可以计算得到：
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符号时长为：
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比特速率为：
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在一定带宽下M越多，则SCS越小，即：
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以LoRa为例， Advanced M-FSK和其几个参数的对比情况如下：
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从上面表格可以看出，相比LoRa技术， Advanced M-FSK技术发送信号更简单，而且是基于主流的4G/5G调制技术即在频域调制，可以充分借鉴5G的先进接收机技术，使Advanced M-FSK的接收机技术更简单，性能更优。
二）Advanced M-FSK帧结构能满足LPWAN的各种应用场景
Advanced M-FSK对帧结构设计进行了优化，即考虑国家法规要求，又可以适应各种应用场景的速率要求（0.02-20kbps）。
根据无委相关规定要求，在非授权频谱上，终端每次发送信号，带宽不能超过200KHz ，持续时长不超过1秒。帧结构设计也必须满足这些要求。
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Advanced M-FSK 帧结构有三部分组成，一个是前导帧，一个是SYNC帧，一个是数据发送主体。
前导帧主要作用用于接收机的检测和接收机的时频同步(即信道估计) ，让接收灵敏度更低。在低信号时，数据解调对时频估计的精度特别敏感，所以导频设计也考虑到这一点，以窄带设计为主，在接收端通过低通滤波器，提升基于preamble导频的时频估计精度。另外使用2FSK技术也同时做到了可以兼容现有2FSK芯片。每个burst最长发送时间限制在1秒之内，导频和数据帧占用时间分配也要做到一种平衡，在设计时满足时频估计性能下，尽量使前导少占用时间，提升数据发送时长。
SYNC帧承载着数据调制格式信息传送， AdvancedM-FSK设计时考虑满足多种应用场景，比如速率要求高的好信号场景，覆盖为主的极低信号场景，另外兼容现有2FSK产品（比如Silicon Labs SI4463, STMicro stm32WL) 。不同场景必然会导致数据帧具有不同的格式。 SYNC帧通过特殊编码方式，完成数据调制格式信息传输，同时在兼容现有2FSK产品， SYNC帧保留原有格式与信息。
数据帧即传输MAC层传给物理层的有效信息， Advanced M-FSK可支持各种速率的数据发送。整个发射过程如下，即数据编码，白化，交织，最后是映射发送。这个过程的几个关键信息：编码速率，重复次数，发送频点数，决定了数据和相应接收机灵敏度。这些关键信息通过SYNC帧发送。
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三）Advanced M-FSK 通过先进接收机技术提升灵敏度
Advanced M-FSK在设计好发射端技术同时，同时通过接收端先进接收机技术，使Advanced M-FSK技术在极低信号具有更好的灵敏度，与其他LPWAN技术相比：相同的速率下，具有更低的灵敏度。在同样灵敏度下，具有更高的速率。通过内外场测试， 100bps的数据速率，灵敏度可以到-144.7dBm 。 30bps的速率，灵敏度可以到-149.2dBm灵敏度。
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接收机的三项关键技术：时频同步，数据解调，终端移动速度支持。比如，极低信噪下时频同步性能：比较终端频偏较大和频偏较小两种场景。在频偏较小场景时，假设频偏残留误差在200Hz内为标准，灵敏度可以到-150dBm 。如果一些低成本的终端，即存在较大频偏时，灵敏度也可以到-145dBm 。
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更多关键技术介绍，欲知详情，请听下期分解。
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