Definition Was ist RPMA (Random Phase Multiple Access)?

Bei Random Phase Multiple Access handelt sich um eine proprietäre Technologie des Unternehmens Ingenu für ein Low Power Wide Area Network (LPWAN). Die Technik ist speziell für die Machine-to-Machine-Kommunikation konzipiert. Sie erlaubt eine energieeffiziente Vernetzung vieler Geräte über das 2,4-GHz-Funkband. Auf Basis von RPMA betreibt Ingenu in den USA eigene LPWANs.

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RPMA ist das Akronym für Random Phase Multiple Access. Es handelt sich um eine proprietäre, von Ingenu entwickelte Technologie für ein Low Power Wide Area Network (LPWAN).

Ingenu ist ein US-amerikanisches Unternehmen, das aus dem 2008 gegründeten Unternehmen On-Ramp Wireless hervorgegangen ist. Die Technik nutzt das lizenzfreie, weltweit verfügbare ISM-Frequenzband bei 2,4 GHz. Sie eignet sich für die energieeffiziente, drahtlose Vernetzung von Endgeräten über größere Distanzen. RPMA wurde speziell für Anwendungen der Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M-Kommunikation) und des Internets der Dinge (IoT) entwickelt. Bei freier Sicht lassen sich mit RPMA Entfernungen von bis zu 50 Kilometern und mehr überbrücken. Die Kommunikation und der Austausch der Daten sind bidirektional möglich.

Unter dem Namen "The Machine Network" betreibt Ingenu in den USA auf Basis von Random Phase Multiple Access eigene LPWANs. Auch außerhalb der USA existieren mittlerweile einige LPWAN-Implementierungen mit der RPMA-Technologie. Die Netze unterstützen Funktionen wie schnelle Firmwareupdates oder die AES-basierte Verschlüsselung. Random Phase Multiple Access konkurriert mit anderen LPWAN-Technologien wie LoRaWAN, Sigfox, LTE-M, Wi-Fi HaLow, NB-IoT, Weightless und weiteren.

Die grundsätzlichen Anforderungen an eine LPWAN

RPMA ist eine Technologie zur Realisierung eines drahtlosen Low Power Wide Area Networks (LPWANs). Ein LPWAN hat mehrere typische Anforderungen zu erfüllen. Eine große Anzahl Geräte soll sich energieeffizient über größere Entfernungen vernetzen lassen. Die Anforderungen an die Hardware und Software der Endgeräte sollen möglichst niedrig bleiben. Was die Datenübertragungsraten angeht, genügen in einem LPWAN pro Endgerät in der Regel wenige 100 bit/s bis einige 100 kbit/s. Werden die Endgeräte mit Batterien oder Akkus mit Energie versorgt, sollen im Optimalfall ohne Batteriewechsel Betriebszeiten von mehreren Jahren erreichbar sein.

Technische Details zur LPWAN-Technologie Random Phase Multiple Access

Random Phase Multiple Access ist von Grund auf für die M2M-Kommunikation und für Anwendungen des Internets der Dinge konzipiert. Da RPMA das lizenzfreie, weltweit verfügbare 2,4-GHz-ISM-Band nutzt, ist die Technik recht einfach zu implementieren.

RPMA nutzt die Spreizbandtechnik DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) und ist relativ unempfindlich gegenüber Störquellen. Die hohe Empfängerempfindlichkeit und das große Übertragungsbudget von 172 dB ermöglichen Reichweiten bei freier Sicht von bis zu 50 Kilometern und mehr. Die Datenraten betragen abhängig vom Spreizfaktor wenige hundert Bit pro Sekunde bis zu mehreren zehn Kilobit pro Sekunde. Random Phase Multiple Access besitzt Features für einen niedrigen Energieverbrauch, erlaubt einfache Firmware-Updates und unterstützt Verschlüsselung mit dem Advanced Encryption Standard (AES). Um den Energieverbrauch niedrig zu halten, werden Sendezeiten der Stationen minimiert und inaktive Einheiten in einen Schlafmodus versetzt.

Die Vorteile von Random Phase Multiple Access

Die Vorteile von Random Phase Multiple Access sind unter anderem:

• Nutzung des lizenzfreien, weltweit verfügbaren 2,4-GHz-ISM-Bands (Industrial, Scientific and Medical Band)

• große erzielbare Reichweiten von 50 Kilometern (bei freier Sicht) und mehr

• unempfindlich gegenüber Störquellen – robuste, zuverlässige Datenübertragung

• bidirektionale Kommunikation

• energieeffiziente Technologie zur Vernetzung vieler Endgeräte – Betriebszeiten der mit Batterien versorgten Geräten von mehreren Jahren

• Datenraten von wenigen hundert Bit pro Sekunde bis zu mehreren zehn Kilobit pro Sekunde

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