物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)不同。許多（盡管不是全部）物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的特點是設(shè)備在大多數(shù)時間內(nèi)通信很少，而只在需要于很短的時間內(nèi)發(fā)送或接收相對大量的數(shù)據(jù)時才會突然行動起來。

由于上述原因，Leti（位于法國格勒諾布爾的信息技術(shù)實驗室Laboratoired’électroniquedestechnologiesdel’information）的研究人員開發(fā)了一種新的調(diào)制方案來改善物聯(lián)網(wǎng)通信。而且，他們開發(fā)了一個系統(tǒng)，它將調(diào)制方案及其產(chǎn)生的波形與已有方案整合形成一個更有效的用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)可節(jié)省電力，并確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能在合理的范圍內(nèi)發(fā)送和接收信號。

“低功耗、廣域方法取決于兩個基本方面，”Leti智能對象通信實驗室得負(fù)責(zé)人VincentBerg說。“第一個方面是靈活性，第二個方面是低功耗、長距離?！?/p>

如果不耗費大量電力的話，它是很難提供遠(yuǎn)程信號（特別是數(shù)據(jù)量大的信號）的。這就是靈活性發(fā)揮作用的地方。

Berg解釋說，Leti的系統(tǒng)允許設(shè)備根據(jù)當(dāng)前的通信需求在三種不同的波形之間切換。

以一個含有指向房屋前門的智能攝像機的警報系統(tǒng)為例。絕大多數(shù)時候，該攝像機處于待機模式。只有在有人進入房子的少數(shù)時刻，或者是發(fā)生有人試圖闖入的糟糕情況時，攝像機需要行動起來，拍攝幾張照片或一段短片，然后在發(fā)出警報的同時處理數(shù)據(jù)、耗費傳輸功率將其發(fā)送。

理想情況下，智能相機可利用單載波頻分復(fù)用（SCFDM）調(diào)制方案進行通信，這種調(diào)制方案可產(chǎn)生功耗相對較低而在數(shù)據(jù)速率上表現(xiàn)優(yōu)異的波形。Berg說，Leti用25毫瓦的傳輸信號進行了現(xiàn)場試驗。對于SCFDM，196.9千赫茲頻率的波形能以每秒122.6kb的數(shù)據(jù)速率傳播7.4千米，而525千赫茲的波形能以327kb/s的數(shù)據(jù)速率傳播3.6千米。

但是，在一個竊賊出現(xiàn)在門口試圖闖入時，攝像機需要盡快發(fā)出警報、圖片和視頻。最好的方法是切換到另一個波形——正交頻分復(fù)用（OFDM）波形，它能處理高得多的數(shù)據(jù)速率，其代價是極其高的和低效的功耗。當(dāng)Leti在現(xiàn)場測試OFDM時，以25mW傳輸?shù)腛FDM波形需要更高的頻率，但并沒有傳播得多遠(yuǎn)。Berg表示，525-kHz的波形能以327kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速度行進4.1km；而1.18-MHz的波形僅能以1.47Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速度行進1.56km。

不過，Leti的研究人員開發(fā)出了一種與前述都不同的調(diào)制方案——Turbo頻移鍵控（FSK）。它假設(shè)攝像機需要用更高效的波形在噪雜的環(huán)境中通信。它產(chǎn)生的波形能以非常接近香農(nóng)極限（即數(shù)據(jù)在噪音通道能達到的最大傳輸速率）的數(shù)據(jù)傳輸速率運行。對大量智能設(shè)備互相靠近地運行的環(huán)境來說，Turbo-FSK是一個理想的選擇。事實上，在Leti對該方案進行測試時，25mw的信號產(chǎn)生了65.6kHz的波形，它以3.8kb/s的傳輸速率傳播了19.4km，非常適合用于低水平背景通信。

Turbo碼已經(jīng)在無線通信中使用了十多年，大幅提高了給定傳輸功率下的數(shù)據(jù)速率。如今，它們是對線性調(diào)制的一種常見補充方案，用以提高效率。另一方面，頻移鍵控是正交調(diào)制，它能在多個頻率之間切換發(fā)送數(shù)據(jù)。

Berg說，Leti的Turbo-FSK并不是簡單地將turbo碼與傳統(tǒng)的頻移鍵控相結(jié)合。相反，它需要利用FSK的正交特性，使用一組比傳統(tǒng)的turbo碼實現(xiàn)效率更高的代碼來提高效率。測試結(jié)果表明，相比于大多數(shù)Turbo碼，Turbo-FSK實現(xiàn)了更長距離、更低環(huán)境敏感性的數(shù)據(jù)傳輸而沒有多少損失。

Berg解釋說，Leti開發(fā)的系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)時的理想條件以及單個設(shè)備自身的需求在三種波形間輕松切換。在算法上開發(fā)出波形后，Leti使用標(biāo)準(zhǔn)引腳柵格陣列平臺上的可編程電路對其進行了驗證。Leti現(xiàn)在正在尋找有興趣開發(fā)新物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備集成芯片技術(shù)的合作伙伴。

Leti的系統(tǒng)如果成功，那么它將能提高物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的效率和效益。無論如何，他們的研究證明了為這些很是不同的系統(tǒng)尋找新的通信方法的重要性。