Abstrait

À l'ère de l'Internet des objets (IdO), la portée des communications sans fil influence considérablement la couverture et les méthodes de déploiement des applications IdO. NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. (NiceRF) se consacre depuis longtemps au domaine des communications sans fil et mène en permanence des activités de R&D et d'ingénierie sur diverses technologies telles que LoRa, FSK/GFSK, DSSS, UWB et l'audio duplex intégral. Grâce à une optimisation systématique de la liaison frontale, notamment des amplificateurs de puissance (PA) et des amplificateurs à faible bruit (LNA), l'entreprise a développé de multiples solutions pour améliorer la portée effective des communications dans différents scénarios d'application.

Cet article détaillera systématiquement comment NiceRF parvient à des connexions sans fil plus longues et plus stables dans divers scénarios d'application grâce à l'innovation technologique et à l'optimisation technique, s'efforçant de devenir l'un des choix privilégiés des clients dans le domaine de la communication sans fil longue portée.

1. La logique de la transmission à longue portée : application synergique de plusieurs technologies de communication

Lorsque l'industrie évoque la « transmission sans fil longue portée », beaucoup pensent naturellement à la technologie LoRa. Cependant, la capacité de transmission longue portée dépend généralement d'une multitude de facteurs, notamment l'optimisation synergique de l'ingénierie RF, des techniques de modulation, du traitement du signal et de l'intégration du système.

Dans différentes technologies de communication sans fil, NiceRF a obtenu des performances de distance comparativement supérieures dans certains produits grâce à l'optimisation des circuits et des systèmes des amplificateurs de puissance (PA) et des amplificateurs à faible bruit (LNA).

1.1 Les trois piliers de la transmission à longue portée

Pour parvenir à une communication sans fil stable et à longue portée, des efforts doivent être déployés simultanément dans trois dimensions :

• Côté émetteur : Puissance de sortie élevée (technologie PA). Grâce à l’intégration ou à l’utilisation d’amplificateurs de puissance externes, la puissance d’émission peut être augmentée de 100 mW (20 dBm) à 1 W (30 dBm), 5 W (37 dBm) voire 30 W (45 dBm). En espace libre, une augmentation de puissance de 3 dB peut théoriquement améliorer la portée ; l’effet réel dépend du contexte, de l’antenne et d’autres facteurs. La gamme de produits haute puissance de NiceRF couvre une plage de puissance d’environ 160 mW à 30 W, répondant ainsi aux besoins de divers environnements, notamment urbains, pour les applications longue distance.

• Côté récepteur : Réception haute sensibilité (technologie LNA). Grâce à des amplificateurs à faible bruit et à une conception optimisée de la liaison de réception, la sensibilité de réception peut être améliorée de -120 dBm à -148 dBm. En espace libre, un gain de sensibilité de 3 dB permet théoriquement d’accroître la portée ; l’efficacité réelle dépend du contexte, de l’antenne et d’autres facteurs. La sensibilité de réception nominale maximale des modules LoRa de NiceRF peut atteindre -148 dBm (selon la puce et la configuration).

• Technologie de modulation : résistance aux interférences et pénétration. Des techniques de modulation avancées (telles que le CSS de LoRa et l’étalement de spectre de DSSS) et le codage de canal sont utilisés pour optimiser la résistance aux interférences et la portée de transmission dans les environnements électromagnétiques complexes. Certaines solutions combinent les caractéristiques de LoRa et de DSSS afin d’obtenir un compromis idéal.

1.2 Avantage technologique complet de NiceRF

Contrairement aux fabricants qui se concentrent sur une seule technologie, NiceRF possède une expertise approfondie dans toutes les principales technologies de communication sans fil et peut prendre en charge des solutions longue portée personnalisées en fonction des besoins réels du client :

• Technologie LoRa : Permet une transmission à très longue portée dans la bande Sub-GHz grâce à des puces comme SX1262/SX1268/LLCC68, atteignant 15 à 20 km en zone ouverte (dans des conditions typiques, liées à la hauteur, à l'antenne, à la puissance, etc.).

• Technologie FSK/GFSK : Dans les scénarios nécessitant des débits de données plus élevés, l’optimisation avec PA/LNA peut permettre des transmissions d’environ 5 à 10 km (la stabilité est affectée par l’environnement sur site).

• DSSS Technology: Provides excellent anti-interference capability in industrial environments, ensuring reliable data transmission in complex electromagnetic conditions.

• UWB Technology: Although UWB is primarily used for high-precision positioning, NiceRF’s UWB3000F27, through power optimization, can achieve about 1.5 km of two-way communication in open areas. In specific configurations, it offers a longer link than traditional low-power UWB solutions.

• Full-Duplex Audio Technology: Audio modules like the SA618F30, with a 1W power output, enable long-range, real-time transmission of voice + data, suitable for emergency communications and special operations scenarios.

Core Philosophy: For NiceRF, “long-range” does not refer to how far a single product can transmit, but rather the goal of achieving better distance and stability under the same power conditions for any given wireless technology.

2. Long-Range Product Matrix: Power Coverage from 100mW to 30W

NiceRF has built a relatively complete portfolio of long-range wireless products, covering a wide range of application scenarios from medium power to ultra-high power.

2.1 High-Power Product Line

Technology Highlights:

• The LoRa6500Pro, as NiceRF’s high-power LoRa module, integrates a high-performance PA with an output power of up to 5W, making it representative in its power class.

• Supports Mesh self-networking, allowing for further coverage extension through multi-hop relays.

• Wide voltage input (12-30V), adaptable to various industrial environments.

2.2 High-Performance Multi-Band Products

Technology Highlights:

• The LoRa1121F33 series offers optional multi-band and multi-protocol support, allowing flexible switching between 433/470/868/915MHz bands.

• The LoRa1120 supports satellite bands, making it suitable for IoT applications in remote areas.

• Integrated PA and LNA for dual optimization of both transmission and reception performance.

2.3 Cost-Effective Medium-Power Products

Points forts technologiques :

• La série LoRa-CC68 utilise la puce LLCC68 de dernière génération, offrant un coût et une consommation d'énergie réduits, tout en atteignant des distances de transmission proches des solutions haut de gamme grâce à l'optimisation LNA.

• La série LoRa1262/1268 présente une sensibilité de réception allant jusqu'à -148 dBm, permettant une transmission longue portée même à faible puissance.

• Le MiniF27 intègre un amplificateur de puissance de 800 mW dans un format compact de 16 × 16 mm, offrant un bon compromis entre taille et performances.

2.4 Produits pour applications spéciales

Points forts technologiques :

• L'UWB3000F27, dans une configuration à puissance plus élevée, offre une distance de liaison plus longue que l'UWB basse puissance traditionnel, réalisant les doubles fonctions de positionnement et de communication grâce à l'intégration PA.

• Le SA618F30 prend en charge la transmission audio en duplex intégral, permettant une communication simultanée de la voix et des données, adaptée aux scénarios de radio bidirectionnelle et de surveillance à distance.

• Des services de conception d'antennes optionnels sont disponibles pour de nombreux produits afin d'optimiser les performances de couverture.

3. Analyse des technologies de base : Comment les amplificateurs de puissance/amplificateurs à faible bruit franchissent la barrière de la distance

3.1 Technologie des amplificateurs de puissance (PA)

L'amplificateur de puissance est un composant essentiel pour obtenir une transmission longue portée. Les principaux critères de conception de NiceRF pour la technologie des amplificateurs de puissance sont les suivants :

• Conception à gradient de puissance multiniveaux : de 100 mW à 30 W, permettant une sélection flexible de la puissance pour répondre aux besoins de différents scénarios d’application.

• Architecture PA haute efficacité : grâce à des réseaux d’adaptation optimisés et à une conception de dissipation thermique, un rendement d’environ 60 % peut être atteint (sous réserve d’une conception spécifique) dans les bandes de fréquences et les conditions de charge cibles, tout en assurant une puissance de sortie élevée, réduisant ainsi la consommation d’énergie et la génération de chaleur.

• Options de bande de fréquence étendue : les conceptions PA couvrent les bandes de fréquences courantes de 150 MHz à 960 MHz, prenant en charge les principales bandes ISM mondiales.

• Circuits de protection intégrés : protection intégrée contre les surintensités, les surtensions et les surchauffes pour améliorer la stabilité de fonctionnement dans les environnements complexes.

3.2 Technologie des amplificateurs à faible bruit (LNA)

L'amélioration de la sensibilité de réception est tout aussi importante. NiceRF optimise significativement les performances de réception grâce à sa technologie LNA :

• Facteur de bruit ultra-faible : facteur de bruit du LNA aussi faible que 1,5 dB, maximisant la préservation des signaux faibles.

• Conception à gain élevé : le gain du LNA peut dépasser 20 dB, améliorant ainsi efficacement la sensibilité de réception.

• Plage dynamique étendue : ne sature pas dans les environnements à signal fort et peut amplifier efficacement les signaux faibles.

• Filtres intégrés : Filtres passe-bande intégrés pour supprimer les interférences hors bande et améliorer le rapport signal/bruit de la réception.

3.3 Avantages système de l'intégration PA/LNA

4. Cas d'application : La valeur de la technologie à longue portée dans des scénarios concrets

4.1 Agriculture intelligente : Couverture sans fil pour les grandes exploitations agricoles (Exemple de portée, conditions typiques)

• Défi : Une grande exploitation agricole de plus de 10 km² nécessitait un contrôle centralisé de centaines de points d’irrigation. Le coût d’une solution câblée traditionnelle était estimé à plusieurs centaines de milliers de yuans, et la maintenance s’avérait complexe.

• Solution : Le système de contrôle intelligent d'irrigation sans fil NiceRF pour les exploitations agricoles a été adopté, construisant un réseau en étoile basé sur le module LoRa6500Pro.

• Architecture du système :

• Logiciel PC : Prend en charge une interface homme-machine conviviale, permettant aux utilisateurs de régler facilement l’heure du système et les programmes d’irrigation.

• Base principale : Intégrée au module LoRa6500Pro, elle reçoit les commandes du PC et transmet les paramètres à diverses unités Node via une communication sans fil longue portée.

• Nœud : Unités de contrôle intelligentes déployées sur le terrain, qui reçoivent des commandes sans fil et exécutent des tâches d'irrigation de manière autonome.

Figure 1 : Scénario d'application du système d'irrigation sans fil intelligent pour l'agriculture, démontrant la capacité de couverture de la technologie sans fil longue portée dans les grandes exploitations agricoles.

Figure 2 : Interface du logiciel de contrôle PC pour le système d'irrigation sans fil, prenant en charge le réglage de l'heure et la configuration de 5 groupes de paramètres d'irrigation.

Figure 3 : Matériel de la station de base principale, intégrant le module sans fil longue portée de NiceRF et une interface USB-série.

Figure 4 : Matériel de l'unité d'exécution du nœud, équipé d'un circuit de commande de pont en H pour contrôler l'interrupteur de la vanne solénoïde.

• Flux de travail :

• Paramétrage : L’utilisateur envoie des commandes d’irrigation depuis le logiciel PC vers la base principale via le port série.

• Transmission sans fil : la base principale diffuse les paramètres aux unités Node désignées à l’aide du LoRa6500Pro.

• Exécution autonome : les unités Node reçoivent et stockent la stratégie d’irrigation, puis contrôlent avec précision les électrovannes aux moments prédéfinis.

• Résultats de la mise en œuvre :

• Portée de la couverture : Une seule station de base principale couvrait un rayon d'environ 8 km (à titre d'exemple), répondant aux besoins de communication du projet.

• Économies de coûts : Dans ce projet, les économies sur les coûts de câblage ont été estimées à environ 80 %.

• Durée du projet : Environ 3 jours.

• Fiabilité : Le taux de réussite des données pendant la période de surveillance était d'environ 99,5 %.

4.2 Surveillance environnementale : Fonctionnement stable à long terme dans les zones reculées

• Défi : Un département de protection de l'environnement devait déployer 100 stations de surveillance de la qualité de l'air dans une zone montagneuse, espacées de 5 à 15 kilomètres, la plupart étant situées dans des zones non raccordées au réseau électrique.

• Solution : Le module LoRa1262 basse consommation et longue portée de NiceRF, associé à un système d'énergie solaire.

• Sélection technologique :

• Module : LoRa1262 (sensibilité de réception -148 dBm, courant de veille 1,9 µA)

• Topologie du réseau : Réseau en étoile, avec 1 passerelle centrale + 100 nœuds de surveillance.

• Solution d'alimentation : panneau solaire de 10 W + batterie au lithium de 12 Ah.

• Résultats de la mise en œuvre :

• Distance de transmission : Le nœud le plus éloigné se trouvait à 15 kilomètres de la passerelle, avec une bonne qualité de signal.

• Autonomie de la batterie : Capable de fonctionner en continu pendant plus de 7 jours par temps pluvieux.

• Fiabilité des données : Le taux de réussite des rapports de données dans cet environnement de déploiement était statistiquement d'environ 99,8 %, répondant ainsi aux exigences réglementaires du département de l'environnement.

4.3 Automatisation industrielle : Communication stable dans des environnements électromagnétiques complexes

• Défi : Une aciérie devait mettre en place une surveillance sans fil pour 200 équipements sur site, où il existait de fortes sources d'interférences telles que des moteurs et des convertisseurs de fréquence.

• Solution : Une technologie de modulation hybride DSSS + FSK de NiceRF, combinée aux modules haute puissance de la série SV650.

• Points clés de conception :

• Capacité anti-interférences : la technologie d’étalement de spectre DSSS répartit le signal sur une bande de fréquences plus large, résistant efficacement aux interférences à bande étroite et à large bande.

• Puissance de sortie élevée : une puissance de sortie de 500 mW assure la pénétration du signal dans des environnements complexes.

• Mécanisme LBT : La fonction « Écouter avant de parler » évite les conflits de canaux et améliore les taux de réussite des communications.

• Résultats de l'implémentation (Données d'exemple, à titre indicatif uniquement) :

• Zone de couverture : Environ 3 km².

• Fiabilité de la communication : taux de réussite d'environ 98 % dans les scénarios d'interférence ; latence typique < 100 ms.

• Performances en temps réel : les performances réelles dépendent des conditions du site et doivent être vérifiées par des essais sur le terrain.

4.4 Réseau LoRaWAN : une solution intégrée pour un développement simplifié

Voici des exemples de données issues de l'environnement de validation interne de la solution. Les résultats spécifiques doivent être basés sur des tests réalisés sur le terrain dans le cadre du projet.

• Défi : L’architecture réseau LoRaWAN traditionnelle est complexe et comprend quatre parties : des nœuds, des passerelles, un serveur réseau et un serveur d’applications, ce qui entraîne des coûts de développement et de maintenance élevés.

• Solution: NiceRF introduced an all-in-one LoRaWAN gateway server that integrates the gateway, network server, and application server into a single Raspberry Pi.

Figure 5: System architecture diagram of the NiceRF all-in-one LoRaWAN gateway server, showing the complete data flow from the node to the user application.

• Solution Advantages:

• Simplified Architecture: Consolidates the complex back-end server system into a single hardware entity.

• Unified Development Environment: All programs run in the Raspberry Pi’s Linux environment, communicating via local Sockets.

• Accelerated Prototyping: Developers only need to focus on the end nodes and application data processing, as protocol layer transactions are handled automatically.

• Data Flow:

• Uplink Data Transmission:

1. The node sends data to the gateway program.

2. The gateway program collects and encapsulates the data.

3. The gateway program sends the data to the server program via a Socket.

4. The server program receives the data, decrypts it after successful verification.

5. The server program outputs the decrypted data to the serial port for user access.

• Downlink Data Transmission:

1. The server program receives data from the serial port input.

2. The server program encrypts and verifies the data from the serial port.

3. The server program sends the encrypted data to the gateway program via a Socket.

4. The gateway program sends the encrypted data down to the node.

5. The node receives and processes the data.

• Implementation Results:

• Development Cycle: Setting up a complete LoRaWAN network from scratch takes only 1 day.

• Cost Savings: Saves server and cloud platform fees compared to traditional solutions.

• Flexibility: Supports local deployment, keeping data within the factory premises to meet security requirements.

5. Long-Range Capability of LoRaWAN Networks

5.1 Factors Affecting LoRaWAN Transmission Distance

As a Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) protocol designed specifically for long-range communication, LoRaWAN’s transmission distance is affected by multiple factors:

5.2 Typical Transmission Distances in Different Scenarios

• Open/Suburban/Unobstructed Environments:

• Standard: 5 km - 15 km

• High Power or High Altitude: 20 km+

• Urban/Building/Semi-Obstructed Environments:

• 1 km - 5 km (depends on deployment and antenna height)

• Underground/Mine/Tunnel/Weak Signal Environments:

• Requires relays or dedicated gateway solutions, typically achieving 500m - 2 km

5.3 NiceRF’s Comprehensive LoRaWAN Long-Range Solution

• Solution Components:

• Gateway: LoRaWAN1302 Gateway or All-in-One Gateway Server

• Node Modules: LoRa1121 / LoRa6500Pro / LoRa1262 series

• Antenna: High-gain outdoor antenna

• Deployment: Outdoor wall-mount or high-point deployment

• Coverage Capability:

• Urban Environment: Around 3-5 km

• Suburban Environment: 8-15 km

• Open Environment: 15-20 km+

6. Comparison of Global Wireless Technologies: NiceRF’s Solution Points and Comparative Examples

6.1 Technology Comprehensiveness Comparison

6.2 Long-Range Performance Comparison

Taking LoRa technology as an example, here is a comparison of long-range performance between NiceRF and competitors:

6.3 Comprehensive Service Capability Comparison

7. Core Competitiveness: Making Customers Think of NiceRF for Wireless Needs

7.1 Technical Depth: 14 Years of Focus on Wireless Communication

• Full-Stack Mastery: From RF circuit design, antenna matching, and protocol stack development to system integration, NiceRF possesses a complete technology chain.

• Continuous Innovation: Continuously invests in R&D to drive product iteration.

• Patent Accumulation: Has obtained dozens of patents related to wireless communication, covering core areas such as PA/LNA design, modulation technology, and networking protocols.

7.2 Product Breadth: Covering Multiple Mainstream Wireless Technologies

• LoRa Series: From the low-power LoRa-CC68 to the high-power LoRa6500Pro, meeting different power requirements.

• FSK/GFSK Series: SV series, RF series, suitable for high-speed data transmission scenarios.

• DSSS Series: RF3060, RF3120 series, with good anti-interference characteristics, helping to improve reliability in complex environments.

• UWB Series: UWB3000 series, combining high-precision positioning with long-range communication.

• Audio Series: SA618F30 and other full-duplex audio modules to meet voice communication needs.

• LoRaWAN Series: Gateways, nodes, all-in-one servers, supporting combined applications of LoRaWAN-related components.

7.3 Service Depth: More Than a Module Supplier, a Technology Partner

• ODM/OEM Customization: Customizes frequency bands, power, interfaces, and appearance according to customer needs.

• Antenna Design Services: Supports the entire antenna solution process from simulation design to sample testing.

• Certification Acceleration: Helps customers quickly pass global certifications such as FCC, CE, IC, and SRRC.

• Technical Training: Provides wireless communication technology training to help customers get up to speed quickly.

• Supply Chain Support: Owns its factory, ensuring controllable lead times and long-term stable supply guarantees.

7.4 Brand Value

• Industry Reputation: Has served over a thousand customers, with products used in more than 100 countries and regions worldwide.

• Technical Recognition: Has won multiple industry technology innovation awards and is recognized as a National High-Tech Enterprise.

• Ecosystem Building: Cooperates with or adapts to the ecosystems of international chip manufacturers such as Semtech, Nordic, TI, and Renesas.

• Brand Promotion: Continuously enhances brand influence through industry exhibitions like the China Hi-Tech Fair and the Guangzhou International Fire Safety Exhibition.

• Brand Vision: Strives to become a trusted wireless communication technology partner for engineers and enterprises.

8. Conclusion

In the era of the Internet of Everything, the transmission distance of wireless communication directly determines the coverage, deployment cost, and user experience of IoT applications. With 14 years of technological accumulation, NiceRF has built a diverse wireless technology system ranging from LoRa, FSK/GFSK, and DSSS to UWB and full-duplex audio. Through deep integration of PA/LNA, it continuously optimizes the link budget and coverage performance of various technologies.

NiceRF’s core competitiveness lies not in any single technology, but in its mastery of the full technology stack, coverage of the full power spectrum, and comprehensive services. Whether it’s a smart agriculture application requiring 5W high power, an environmental monitoring network needing ultra-high sensitivity, or an industrial automation scenario demanding anti-interference capabilities, NiceRF can provide solution options that fit the scene.

Du système d'irrigation sans fil en agriculture intelligente au fonctionnement stable et durable en surveillance environnementale, de la communication anti-interférences en automatisation industrielle au déploiement simplifié des réseaux LoRaWAN, la technologie de transmission longue portée de NiceRF a été mise en œuvre avec succès dans de nombreux secteurs d'activité. À l'avenir, NiceRF continuera de défendre sa philosophie « L'intégrité comme fondement, l'innovation pour l'avenir ! » afin d'offrir des connexions sans fil toujours plus performantes et stables, et ambitionne de devenir un partenaire de choix pour ses clients dans le domaine des communications sans fil longue portée.

Références

NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. (2023). Système de contrôle intelligent sans fil pour l'irrigation agricole. https://www.nicerf.cn/scheme/show/id/41 NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. (2020). Serveur passerelle LoRaWAN. https://www.nicerf.cn/scheme/show/id/17 Site web officiel de NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. https://www.nicerf.com NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. (2025). Catalogue de produits - 22/08/2025 - Dernière édition. NiceRF.

Annexe : Liste complète des produits longue portée NiceRF

A. Produits longue portée de la série LoRa

B. Produits longue portée de la série FSK/GFSK

C. Produits longue portée de la série DSSS

D. Produits longue portée de la série UWB

Série E. Communication audio longue portée

Contactez-nous

NiceRF Wireless Technology Co., Ltd. (NiceRF)

Adresse : 309-315, 3e étage, bâtiment A, immeuble commercial Hongdu, bloc 43, district de Bao'an, Shenzhen, Chine

Téléphone : +86-755-23080616

Courriel : sales@nicerf.com

Site web : www.nicerf.com

https://g-nicerf.aliexpress.com/store/1100790575

Nous nous concentrons sur la communication sans fil, en améliorant constamment la couverture et la qualité de la connexion.