ZETA Advanced M-FSK是LPWAN領域的“5G”，5G實現了移動寬帶領域的更高速率，Advanced M-FSK則實現了LPWAN領域的更廣覆蓋。
上一篇重點介紹了縱行科技研發的Advanced M-FSK調制技術的需求來源，基本原理和幀結構，得到了眾網友的認可，意猶未盡，本文繼續介紹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實現了移動寬帶領域的更高速率，Advanced M-FSK則實現了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
（根據載波頻點數所能傳輸的比特數）；為了保證頻點間正交，符號時長至少為。根據頻域因子、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SCS把Advanced M-FSK和5G聯系起來了。
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，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低速率應用為主，如抄表，標簽信息等，數據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實現高帶寬下的高速率，ZETA Advanced M-FSK則通過SCS實現窄帶寬的廣覆蓋，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，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，市場上并未出現支持SF=1的產品，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送，即在短時間內發送完整的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，所以無法額外發送比特。下圖是相位調制示意圖，8PSK每個符號可以額外發送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有限帶寬內能滿足對數據量要求更高的應用場景。如果在非授權更高頻段內（比如2.4/5GHz），在保證終端的能量效率內，能滿足兆級別數據的傳輸，因此可以應用到更廣的工業場景中。
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SCS介紹了Advanced M-FSK技術，以及通過相位調制參數使Advanced M-FSK在有限帶寬內能達到更高速率，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。
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