抗干扰丨看 LPWAN 界“六边形战士” TurMass 如何炼成（四）

随着物联网技术的发展，应用场景日趋丰富，全球物联网连接数超过百亿。大多数设备的工作频点集中在 ISM 频段，随着设备密度和通信流量的不断增长，未来的 ISM 频段内会越来越拥挤。如何在有限的频段范围内，保证服务质量（QoS）和网络可扩展性，是当下 LPWAN 通信技术芯片研发公司需要突破的技术重点。

上次的文章给大家介绍了 TurMass “六边形战士”修炼技术之一的低成本，这次和大家聊聊 TurMass 在抗干扰能力上的优势。

在介绍抗干扰之前，我们首先了解一下 LPWAN 系统有哪些干扰。

现有的工作在免许可频段上的一些 LPWAN 技术容易受到干扰，它们通常共存并共享有限的频谱资源，频谱的干扰主要分为了两类：

01 系统内干扰（自干扰），是指在同一网络内运行的设备引起的干扰。

例如 LoRa 采用的是 ALOHA 方案的随机接入技术，由于 LoRa 终端设备之间进行随机数据传输，而 LoRa 单信道又没有并发能力，因此基于 LoRa 技术的网络就会产生显著的自干扰。

02 系统间干扰，是指来自其他系统的无线电信号引起的干扰。

由于 ISM 频段是免许可频谱，用户无需许可即可使用，不同技术的系统使用相同的频率资源，存在系统之间的相互干扰。

TurMass 技术可以有效地解决上述干扰问题。

技术大剖析

首先，TurMass 采用极窄带技术（典型信号带宽4KHz），在 125KHz 带宽内，终端自动学习信道内干扰的特性，通过跳频，自适应选择频率来避开信道内的干扰。

终端的抗干扰技术分为两类：扩频和跳频。LoRa 采用线性扩频技术（Chirp Spread Spectrum），通过高扩频因子，提高了信号的抗干扰能力，这是 LoRa 采用扩频技术最主要的优点。但是 LoRa 在同一信道不支持用户信号的频谱重叠，即一个用户独占 125KHz 带宽，LoRa 在一个信道内存在强干扰的情况下，信道容量非常有限。

图1 有干扰情况下，LoRa 频谱

TurMass 采用跳频技术。在一个信道内（125KHz）有干扰的情况下，终端自动学习到干扰的特征，选择合适的频点，避开干扰。如下图 2 所示，由于左右两边频率（红色虚线）存在干扰的功率较高，用户最终选择中间频率（红色实线）。TurMass 技术能有效的抗干扰，在一个信道内存在强干扰的情况下，终端可以选择到干扰功率相对较低的频点，从而实现信道容量较扩频技术有很大的提升。

图2 有干扰情况下，TurMass 用户频率自适应选择的频谱

其次，网关采用多天线技术，使用干扰抑制算法对干扰进行抑制，保证终端的通信质量。

TurMass 核心技术之一是多天线干扰抑制。TurMass 网关采用多天线技术，即使同时接收到终端正常通信信号和干扰信号，可以利用空分复用技术，将终端信号从干扰信号中分离出来。

由于干扰和终端的空间位置不同，网关在解调终端的信号时，利用波束成形技术，形成单独对于终端指向性的波束（如图 3 中蓝色区域网关对终端形成的指向性波束）增强信号，在干扰信号的方向上抑制信号，实现在解调终端信号时，能抑制干扰，保证终端信号的解调质量。

图3 多天线网关波束成形

全国产的、具有自主知识产权的 TurMass 技术所体现的优秀抗干扰能力，彻底解决无线信号通信易受干扰的痛点，极大提高无线通信系统的信息传输质量。未来将在 LPWAN 领域大放异彩。