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Uma nova abordagem híbrida que combina o Wi-Fi e o protocolo de rede Long Range (LoRa) foi testada com sucesso por uma equipa de pesquisadores, gerando um novo conceito de conectividade sem fio de longa distância chamado WiLo. A tecnologia foi projectada para ser utilizada em hardware Wi-Fi e LoRa existentes e pode ser aplicada em áreas como a Internet das Coisas (IoT), em redes de sensores de longo alcance usados na agricultura ou em cidades inteligentes.
De acordo com o professor da Faculdade de Ciência da Informação e Tecnologia da Universidade Florestal de Nanquim, Demin Gao, que liderou a equipa, o Wi-Fi tem limitações no seu alcance e alto consumo de energia. Ao contrário, explica, o LoRa é baseado em requisitos de baixa energia que produzem capacidades de comunicação de longo alcance e é frequentemente utilizada para aplicações de IoT.
No WiLo, os dois protocolos de comunicação são combinados para maximizar as vantagens de cada um, sem a necessidade de tecnologia adicional para conectar os dois sistemas. “Isso reduz custos, complexidade e potenciais pontos de falha, tornando as implantações de IoT mais eficientes e escaláveis”, refere.
Os pesquisadores realizaram os seus testes com o WiLo utilizando um transceptor SX1280 LoRa pronto para uso produzido pela Semtech. E perceberam que enquanto a banda de comunicações de 2,4 GHz do SX1280 é partilhada com o Wi-Fi e uma série de outros padrões e tecnologias, os sinais Wi-Fi e LoRa mantêm-se incompatíveis.
Para superar a incompatibilidade, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo para manipular a frequência dos sinais de transmissão de dados do Wi-Fi para corresponder aos sinais que o dispositivo LoRa utiliza para se comunicar com outros dispositivos.
“Em termos técnicos, os pesquisadores manipularam o padrão de multiplexação de dados do Wi-Fi (chamado OFDM ) para emular os sinais de chirp de longo alcance usados no padrão de propagação de chirp do LoRa (chamado CSS)”, esclarece o Instituto de Engenheiros Eléctricos e Electrónicos (IEEE, na sigla original).
Essa abordagem, de acordo com o professor Demin Gao, permite a utilização de dispositivos Wi-Fi padrão para comunicação em longas distâncias usando o LoRa sem hardware adicional. Durante os testes feitos em ambientes internos e externos, em distâncias de até 500 metros, o WiLo atingiu uma taxa de transmissão de 96%.
Entretanto, o consumo adicional de energia para que dispositivos Wi-Fi lidem simultaneamente com a comunicação e a emulação de sinal é uma das limitações do WiLo, algo que a equipa pretende resolver em trabalhos futuros.
Assim, para comercializar o WiLo, os próximos passos envolveriam “mais optimização do sistema para melhorar a eficiência energética, taxas de dados e robustez contra interferência. Isso pode exigir desenvolvimento de software adicional e testes em vários ambientes de IoT”, avança Demin Gao.
A equipa é composta por pesquisadores de universidades chinesas, sul-coreanas, norte-americanas e britânicas, assim como por funcionários da Intel na Alemanha. O estudo completo está disponível aqui.