เพื่อเพิ่มความไวของเซ็นเซอร์วัดคุณภาพน้ำ LoRaWAN สามารถปรับปรุงได้ในด้านการออกแบบฮาร์ดแวร์ การกำหนดค่าพารามิเตอร์ และการประมวลผลสัญญาณ โดยวิธีการเฉพาะมีดังต่อไปนี้:

1. ปรับปรุงการออกแบบฮาร์ดแวร์ให้เหมาะสมที่สุด

การใช้ตัวขยายสัญญาณรบกวนต่ำ (LNA): LNA ขยายสัญญาณก่อนที่จะเข้าสู่วงจรรับสัญญาณ ลดการรบกวนจากสัญญาณรบกวน และปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ IoT ในภาคอุตสาหกรรมจะปรับการจัดสรรอัตราขยายของ LNA ให้เหมาะสมเพื่อรักษาระดับเอาต์พุตให้คงที่ในช่วงไดนามิกตั้งแต่ -110 dBm ถึง -90 dBm ซึ่งช่วยลดอัตราความผิดพลาดของบิตลงเหลือต่ำกว่า 10⁻⁶ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเลือกใช้เสาอากาศที่มีกำลังขยายสูง: เสาอากาศเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งและรับสัญญาณ จึงช่วยขยายขอบเขตการครอบคลุมสัญญาณ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ปลายทางที่ติดตั้งเสาอากาศแบบวงแหวน (ring patch antenna) สามารถครอบคลุมสัญญาณได้กว้างกว่าเสาอากาศแบบแผ่น (patch antenna) ทั่วไปถึง 22% ในสภาพแวดล้อมอาคารที่ซับซ้อน

ออกแบบโครงสร้างเสาอากาศให้เหมาะสม: การออกแบบโครงสร้างเสาอากาศที่ดีจะช่วยลดการสูญเสียในสายป้อนสัญญาณและเพิ่มกำลังส่งที่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีเสาอากาศที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สามารถเพิ่มกำลังส่งที่มีประสิทธิภาพได้ 8%-10%

ใช้เทคโนโลยีการรับสัญญาณแบบหลากหลายเสาอากาศ: เทคโนโลยีนี้รับสัญญาณผ่านเสาอากาศหลายตัวแล้วรวมสัญญาณเหล่านั้นเข้าด้วยกันเพื่อปรับปรุงความไวในการรับสัญญาณ ตัวอย่างเช่น ในมาตรฐาน IEEE 802.15.4-2020 เทคโนโลยีการรับสัญญาณแบบหลากหลายเสาอากาศสามารถปรับปรุงความไวในการรับสัญญาณได้ถึง -125dBm

2. กำหนดค่าพารามิเตอร์การสื่อสารให้ถูกต้อง

ปรับค่าตัวประกอบการกระจายสัญญาณ: ยิ่งค่าตัวประกอบการกระจายสัญญาณสูงเท่าไร ความไวในการรับสัญญาณก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การเพิ่มค่าตัวประกอบการกระจายสัญญาณอาจลดอัตราการส่งข้อมูลลงได้ ดังนั้นจึงควรพิจารณาความสมดุลระหว่างค่าที่เหมาะสมกับสถานการณ์การใช้งานจริง

ปรับแบนด์วิดท์ให้เหมาะสม: การลดแบนด์วิดท์จะช่วยเพิ่มความไวในการรับสัญญาณ แต่ก็ลดอัตราการส่งข้อมูลลงด้วย ในทางปฏิบัติ ควรปรับแบนด์วิดท์ผ่านการทดสอบภาคสนามเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการสื่อสารที่ดีที่สุด ในขณะที่รักษาระดับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนให้ต่ำที่สุด

การเลือกช่องสัญญาณแบบไดนามิก: จะมีการประเมินคุณภาพช่องสัญญาณเป็นประจำเพื่อเลือกช่องสัญญาณที่มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ≥8dB โดยอัตโนมัติ และหลีกเลี่ยงช่องสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนสูงเพื่อเพิ่มความไวในการรับสัญญาณ

3. การปรับปรุงประสิทธิภาพของอัลกอริธึมการประมวลผลสัญญาณ

อัลกอริทึมการแก้ไขข้อผิดพลาดล่วงหน้า (FEC): อัลกอริทึม FEC เข้ารหัสข้อมูลที่ตัวส่งและถอดรหัสที่ตัวรับสัญญาณเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการส่ง ทำให้ความสามารถในการต้านทานการรบกวนของสัญญาณดีขึ้น และเพิ่มความไวในการรับสัญญาณโดยอ้อม ตัวอย่างเช่น การอัปเกรดการเข้ารหัสช่องสัญญาณจาก CRC-16 เป็น CRC-24 จะเพิ่มอัตราการแก้ไขข้อผิดพลาดบิตจาก 10⁻⁴ เป็น 10⁻⁶

มีการนำระบบการปรับสัญญาณและการเข้ารหัสแบบปรับได้ (Adaptive Modulation and Coding: AMC) มาใช้: AMC สามารถปรับลำดับการปรับสัญญาณและรูปแบบการเข้ารหัสแบบไดนามิกตามข้อมูลสถานะของช่องสัญญาณ เมื่อสภาพช่องสัญญาณดี จะใช้รูปแบบการปรับสัญญาณและการเข้ารหัสที่มีอัตราสูง เมื่อสภาพช่องสัญญาณไม่ดี จะใช้รูปแบบการปรับสัญญาณและการเข้ารหัสที่มีอัตราต่ำและมีความน่าเชื่อถือสูง เพื่อปรับปรุงความไวในการรับสัญญาณและประสิทธิภาพการส่งข้อมูล