在当今万物互联的时代，低功耗广域网（LPWAN）技术以其远距离、低功耗的特点，成为物联网领域的重要支撑。而在这一领域，TurMass™技术以其卓越的性能和广泛的应用前景，正逐步成为新一代LPWAN技术的领跑者。本文将全方位解析TurMass™技术，从定义、原理、优劣势到应用案例，带您深入了解这一前沿技术。
TurMass™是由上海道生物联技术有限公司自主研发的新一代LPWAN通信技术。该技术采用了大规模多天线免许可随机接入（mGFRA）、高效DPFSK调制、极化码等先进通信技术，旨在实现海量接入、高速率、广覆盖、低成本和高可伸缩性等目标。TurMass™技术的出现，极大地推动了物联网技术的发展，为万物互联的实现提供了有力支持。
国产TurMass™技术的核心在于其独特的mGFRA技术和高效的通信机制。mGFRA（Grant-Free Random Access with massive MIMO）技术，即基于大规模天线的免许可随机接入技术，使得终端可以随机选择信道发射数据包，无需复杂的信道申请许可协议。这一机制极大地提高了系统的容量和通信效率。
采用DPFSK调制+极化码组合方案，实现-140dBm接收灵敏度（2kbps速率下），相比LoRa提升10dB链路预算。其核心公式为：
通过天线阵列的波束成形技术，有效补偿路径损耗Lpath。相较之下，亿佰特新发布的EWM32M系列LoRa无线模块采用的LoRa扩频技术虽在抗干扰方面表现优异，但受限于单天线设计，在复杂多径环境中的信号稳定性较TurMass™低22%。
同时，TurMass™技术还采用了高效的DPFSK调制方式，相较于传统的ASK、FSK等调制技术，能极大地增加通讯范围，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。此外，极化码等编码技术的应用，进一步提高了数据传输的可靠性和稳定性。
三层创新机制：
1. 动态时隙分配：AI算法实时调整TDMA/FDMA/SDMA资源配比；
2. 智能抗干扰：单包多频点传输技术，抗干扰能力提升300%；
3. 混合组网模式：支持星形/树形/MESH三种组网拓扑，最大支持7级中继。
广覆盖：TurMass™技术在信号覆盖能力上表现卓越。其采用先进的 DPFSK 调制和 Polar 码，结合多天线技术，在相同的终端发射功率和路径损耗下，TurMass™的平均接收功率相较于传统技术具备 8 - 9dB 优势。这使得它能够提供更远的信号覆盖范围，视距可达 60km，开阔地带可达 25km，典型城区可达 5km ，在很多恶劣环境下也能保证信号的有效传播，轻松满足智慧城市、智慧农业、工业物联网以及低轨道卫星物联网等重点领域的信号覆盖需求。
高速率：该技术采用差分相移频移键控（DPFSK）调制技术，调制效率和频谱利用率更高。在信道编码上，采用咬尾方式有效减少冗余信息，使传输数据更为紧凑。在相同灵敏度下，TurMass™技术具有平均 6 倍于传统技术的传输速率，最高通信速率可达 85.106kbps，能够快速传输大量数据，满足对数据传输速度要求较高的应用场景。
大容量：TurMass™采用 mMIMO（大规模多天线）窄带传输技术与独特的系统架构，极大地提升了系统容量。在相同的信号覆盖和终端活跃度下，TurMass™的最大吞吐量及单网关支持用户数相较于传统技术具备约 100 倍以上的优势。例如在 125kHz 带宽上，TurMass™可以随机接入模式支持 30 个 2kbps 终端（随机选择导频）并发（PER< 1%） ，分配导频模式下，能支持 100 个 2kbps 速率终端在 125kHz 带宽上并发（PER< 1%），单个 TurMass™网关在 125kHz 带宽上的峰值吞吐量可达 200kbps，轻松应对海量设备连接的需求。
低功耗：TurMass™技术从多个层面实现低功耗。其芯片采用 ULP（Ultra Low Power）标准工艺库，从根本上降低每一个 MOS 管的漏电流；通过灵活电源管理，将芯片内部划分成多个不同的电源管理域，采用不同的电源管理措施来降低功耗；支持无线唤醒功能，避免了广播式唤醒对所有终端功耗的无谓消耗。在相同的信号覆盖下，TurMass™传输每比特能耗仅为传统技术传输每比特能耗的 1/6，能够延长电池供电的终端产品的工作年限，非常适合电池供电的物联网设备。
低成本：TurMass™技术具有显著的成本优势。从硬件角度，基于 TurMass™技术研发的无线终端 SoC 芯片内部集成了 MCU 和收发器，一颗芯片替代了传统方案中两颗芯片的功能，帮助客户节省了一个 MCU，降低了 BOM 成本和 PCB 成本。在大规模应用中，如服务 100000 个终端时，TurMass™的总成本相较于传统技术低 40%。若进一步考虑网关架设和维护成本，其成本优势则更为明显，使得整体物联网部署成本大幅降低，更易于推广应用。
超高的时隙并发应用：TurMass™技术通过创新的时隙调度和高效的资源利用，在单信道 125Khz 下实现了支持 100 个设备同时上下行并发通信的卓越能力。在工业物联网的大规模传感器网络中，众多传感器需要实时上传数据，TurMass™技术凭借其先进的动态时隙分配机制和低延迟的调度算法，即使在高密度设备接入的情况下，也能保障通信稳定、可靠，显著降低组网复杂度，同时提升网络整体效率，为用户提供更高性价比的无线通信解决方案。
超强的抗干扰跳频应用：凭借单包多频点传输的独特设计，TurMass™技术在抗干扰和跳频应用中表现出色。在智能城市的复杂电磁环境中，各种无线设备众多，信号干扰严重，TurMass™技术通过将数据包分散到多个频点同时传输，即便某些频点受到干扰，其他频点的数据仍可完整还原，从而显著提高通信的可靠性。与传统的单频跳频方案相比，这种技术不仅提升了抗干扰能力，还减少了因频谱拥堵导致的通信延迟，适用于对稳定性要求极高的场景，如工业物联网、无人机通信等，为用户提供高效、稳定的无线连接保障。
高效的全双工双向通讯应用：TurMass™技术实现了单信道全双工通信的突破性应用，在同一信道上支持数据的同时发送与接收，彻底解决了传统半双工通信中的延迟问题。在远程工业控制场景中，控制中心需要实时下达控制指令，同时接收设备的运行状态反馈，TurMass™技术的全双工通信特性使得指令下达与状态反馈能够同时进行，大大提高了工业控制的实时性和准确性，提升了生产效率和系统的可靠性 。
虽然TurMass™技术具有以上优势，但在某些特定场景下，如极端恶劣的通信环境或高密度终端部署区域，其性能可能受到一定影响。此外，由于该技术尚处于发展阶段，相关标准和规范尚未完全成熟，因此在某些领域的应用可能受到一定限制。
TurMass™技术以其卓越的性能和广泛的应用前景，在多个领域得到了成功应用。以下是一些典型的应用案例：
智慧城市：TurMass™技术可用于智慧城市的各个领域，如智能交通、环境监测、公共安全等。通过部署TurMass™网络，实现城市内各类传感器的互联互通，为城市管理提供智能化支持。
智慧农业：在智慧农业领域，TurMass™技术可用于农田环境监测、智能灌溉、动物追踪等。通过部署TurMass™终端，实时监测农田环境参数，提高农业生产效率和产品质量。
校园防欺凌预警：某普通高校成功启动了基于TurMass™技术的校园防欺凌项目。通过部署TurMass™无线通信人员感知雷达，实时监测校园内的活动情况，当检测到异常行为模式时，自动向校园安全管理中心发送警报信息，有效预防校园欺凌事件的发生。
以上常见的物联网应用案例充分展示了国产TurMass™技术在物联网领域的广泛应用前景和巨大潜力。随着无线技术的不断发展和完善，相信TurMass技术将在更多领域发挥重要作用，为万物互联的实现贡献更多力量。
综上所述，TurMass™技术作为新一代LPWAN通信技术的领跑者，以其独特的优势和广泛的应用前景，正逐步成为物联网领域的重要支撑。通过深入了解TurMass™技术的定义、原理、优劣势和应用案例，我们可以更好地把握这一前沿技术的发展趋势和应用方向，为物联网技术的创新和应用提供更多思路和灵感。
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