工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的五個(gè)準則受用整個(gè)領(lǐng)域

不管使用哪種捷變方案，RF捷變同樣依賴(lài)于所使用的RF頻譜和通道規模。所使用的RF頻譜會(huì )影響可用捷變空間。例如，由于受到頻率分配的制約，同工作頻率較高的系統相比，工作頻率較低的系統的捷變空間較小。例如，2.4GHz系統約有100MHz的可用頻譜，而900MHz系統只有大約26MHz。

通道寬度也是影響RF捷變能力的一個(gè)重要因素。通道寬度越小，則在頻譜中捷變的空間越大，RF捷變能力越強，避免干擾并在干擾之間找到合適位置的能力越強。例如基于802.15.4的系統的通道寬度為5MHz，只有16個(gè)可用通道，而通道寬度為1MHz的系統通常有80個(gè)可用的通道，因而有更多可用的避擾位置。

因而，可靠性是由鏈路預算、RF捷變能力和所使用的RF頻譜所共同決定的。在相同的RF頻譜上，無(wú)線(xiàn)系統的可靠性與鏈路預算和RF捷變能力正相關(guān)。另外，盡管低頻技術(shù)對某些特定環(huán)境有出眾的表現(如某個(gè)較低頻率的技術(shù)應用于遍布水管的工廠(chǎng)時(shí))，但同可提高鏈路預算和RF捷變能力的頻率較高的技術(shù)相比，仍相形見(jiàn)絀。簡(jiǎn)單性

理想地，工業(yè)領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)系統應能夠完成與有線(xiàn)系統相同的功能，且要能簡(jiǎn)單地加以實(shí)現。我們應該從兩個(gè)不同的角度來(lái)考慮簡(jiǎn)單性問(wèn)題：其一是從設計終端產(chǎn)品以替代有線(xiàn)產(chǎn)品的工程師的角度;其二是從安裝和使用這些產(chǎn)品的用戶(hù)的角度。

從工程師的角度，可以把簡(jiǎn)單性定義為設計、開(kāi)發(fā)和實(shí)現無(wú)線(xiàn)系統的容易程度。在這一點(diǎn)上，簡(jiǎn)單性涉及所包含的元件易用性、有哪些可用于設計和開(kāi)發(fā)的輔助工具、以及是否有經(jīng)認證的元件以消除或減小令人畏懼的當地無(wú)線(xiàn)認證過(guò)程。靈活的可編程技術(shù)可使工程師最大限度地調整所設計的系統，提高無(wú)線(xiàn)系統的易用性。

然而，靈活性和可編程能力通常會(huì )增加復雜性;因而，開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具(包括硬件工具和軟件工具)必須便于使用和理解。包含開(kāi)發(fā)和評估套件的工具可幫助全面地評估和理解硬件及軟件。理想地，工程師應獲得完整的無(wú)線(xiàn)協(xié)議棧及應用示例庫、幫助文檔和實(shí)例代碼以便加快學(xué)習進(jìn)程。

從用戶(hù)的角度來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單性涉及在目標環(huán)境中安置和激活無(wú)線(xiàn)設備的簡(jiǎn)便性及對相關(guān)業(yè)務(wù)流程的影響。例如，系統可靠性和傳輸范圍影響無(wú)線(xiàn)技術(shù)的試運行故障率。存在試運行故障的系統將最終要通過(guò)現場(chǎng)考察來(lái)確定最優(yōu)的位置和通信路徑。

另外，適應業(yè)務(wù)流程的技術(shù)可以使用戶(hù)迅速地把該技術(shù)帶來(lái)的好處整合到日常操作中。這些技術(shù)包括用于監視和遙控無(wú)線(xiàn)執行器的可編程的靈活性接口及其對自動(dòng)響應系統的支持邏輯。這些接口通常被稱(chēng)為儀表盤(pán)(dashboard)，可以方便地把無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)信息整合到現有的報告和分析過(guò)程中。

總的來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)系統最終須變得與有線(xiàn)系統同樣易于管理和使用。從工程師和用戶(hù)角度對系統做出定性的評價(jià)有助于理解和實(shí)現這個(gè)目標。

功效

功效是對無(wú)線(xiàn)系統功耗水平的一種度量。衡量無(wú)線(xiàn)方案優(yōu)劣的較為傳統的方式是測量系統所用元件的功耗，但這并不是問(wèn)題的全部。例如，一個(gè)大部分時(shí)間處在最低功耗狀態(tài)(睡眠模式)的高可靠性系統通常將比只在收發(fā)狀態(tài)功耗低但不太可靠的系統功效更高，因為這些不太可靠的系統處在睡眠模式的時(shí)間較少，而更多時(shí)間處在高功耗的轉發(fā)模式。因而，可靠性是衡量系統實(shí)際功效的一個(gè)重要指標。

除可靠性之外，主動(dòng)電源管理(動(dòng)態(tài)地控制輸出功率)等系統行為也可以降低功耗和提高功效。一直致力于把輸出功率降低到通信所必需使用的最低水平的系統將不僅是可靠的而且是高功效的。這種意義的功效，盡管對無(wú)線(xiàn)電技術(shù)而言并不是新概念，但從保證系統切實(shí)減小系統功耗方面，卻是一個(gè)新概念。

傳輸范圍

傳輸范圍是無(wú)線(xiàn)電信號可以傳輸且被接收器可靠編譯成數據的距離?？紤]到工業(yè)領(lǐng)域不斷改變且不利于RF傳輸的環(huán)境，在確定什么技術(shù)可以得到最佳傳輸范圍時(shí)，最重要的指標是鏈路預算和可靠性。無(wú)線(xiàn)系統也可以通過(guò)片上和非片上功率放大器來(lái)提高其鏈路預算。如果實(shí)現過(guò)程中使用上述功率放大器，高度可靠系統的傳輸范圍會(huì )更大。另需指出，高功效系統只在絕對必要時(shí)才使用這些導致功耗增大的放大器。

其它擴展無(wú)線(xiàn)系統傳輸范圍的方法包括使用中繼器、路由器和對等通信等技術(shù)。由于在延遲和通信路徑方面存在較大的不確定性，這些基于無(wú)線(xiàn)協(xié)議的技術(shù)增加了復雜性，提高了功耗并降低了可靠性。因而，保持所有指標不變而提高傳輸范圍的最佳方式是提高可靠性或用功率放大器進(jìn)一步提升信號的幅度，但這受到當地頻率使用條例的限制。

成本

由于無(wú)線(xiàn)系統涉及眾多指標，對某個(gè)特定的操作環(huán)境，最低成本并不總是最優(yōu)的。相反，我們關(guān)注的應該是整個(gè)系統的成本。例如，如果由于可靠性低而使用了高成本的權宜方案(如由于鏈路預算低而增加功率放大器的數量、使用有線(xiàn)后援系統等)，那么，在評價(jià)無(wú)線(xiàn)系統時(shí)，也需把這些成本包含進(jìn)來(lái)。另外，如果系統可以完成更多的功能和從總體上給系統帶來(lái)進(jìn)一步的好處，也應該把這些新能力的價(jià)值考慮進(jìn)來(lái)——實(shí)際上，應從該系統的總成本中減去這個(gè)價(jià)值。