連接入門知識——適用于物聯(lián)網(wǎng)空間的解決方案

毫無疑問，在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的影響下產(chǎn)生了許多令人興奮的事物，以及源源不絕的新應(yīng)用。從智能家居到車聯(lián)網(wǎng)，再到負(fù)責(zé)管理的無線基礎(chǔ)設(shè)施，可以看出物聯(lián)網(wǎng)具備諸多優(yōu)勢，且許多新技術(shù)也會隨之產(chǎn)生。

智能家居：管理數(shù)量不斷增多的智能設(shè)備

隨著適合現(xiàn)今智能家居的新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，我們現(xiàn)在能夠遠(yuǎn)程控制溫度、與電視“對話”、甚至在不開啟冰箱門查看需要存儲哪些東西的情況下自動擬定購物清單。隨著 Wi-Fi 6 (802.11ax) 成為現(xiàn)實(shí)，很多方面得到改善，主要涉及 RF 范圍、數(shù)據(jù)速率、減小尺寸，以及 RF 干擾管理。分布式 Wi-Fi，就是我們所說的 Pod in Every Room，是一種可行方法，可以在整個房屋內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線連接。在這種覆蓋式連接下，每個房間內(nèi)的 pod 都是一個無線接入點(diǎn)，支持多個通道上的大量 Wi-Fi、Zigbee、Thread、Bluetooth? 信號——每個房間內(nèi)都配備高度和低速物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

但是，和所有新興技術(shù)一樣，上述技術(shù)也面臨著挑戰(zhàn)。對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，主要考慮的兩大因素為：尺寸和熱量。設(shè)計人員在系統(tǒng)中使用獨(dú)立芯片來使能 Zigbee、Thread 和藍(lán)牙低功耗 (BLE) 時，必須考慮到熱量和尺寸問題。此外，盡管 Wi-Fi 6 不斷擴(kuò)展，但 MIMO 流的數(shù)量，以及頻譜增加的可能性會帶來熱量和尺寸挑戰(zhàn)——為分配現(xiàn)如今家居所需的大數(shù)據(jù)帶寬要求生成優(yōu)化工具?，F(xiàn)在，智能家居解決方案能夠?yàn)榉康禺a(chǎn)行業(yè)帶來設(shè)計和減熱優(yōu)勢。這些解決方案包括：

片上系統(tǒng) (SoC)。使用在一個集成式片上系統(tǒng) (SoC) 中發(fā)送和接收這些無線信號的多協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)解決方案可以節(jié)省空間。例如，Qorvo 不僅關(guān)注多層 SOC（在一個芯片上處理上述所有 RF 信號），還關(guān)注帶緣性能。此舉確保在 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段上發(fā)射的信號保持清晰，不受干擾，且提供通信所需的功率。

集成式前端模塊 (iFEM)。不使用獨(dú)立 PA、LNA、濾波器和開關(guān)，它們都能集成到 iFEM 中。如此可以減少設(shè)計工時，消除集總元件電阻、電容和電感等額外設(shè)備的成本。采用濾波技術(shù)的 iFEM 還能夠共存，以及實(shí)現(xiàn)帶緣性能。RF 性能優(yōu)化之后，可以降低功耗和減小解決方案尺寸。Qorvo 利用自身的技術(shù)能力，幫助簡化 Wi-Fi 6 的復(fù)雜性，并擴(kuò)大頻率覆蓋范圍。

系統(tǒng)級封裝 (SiP)。Qorvo 開發(fā)了一款 SIP，同時支持 Zigbee 3.0、Green Power、Thread 和 BLE。這款 SiP 集成了 Qorvo 的功率放大器技術(shù)，提供 20 dBm 輸出，增加覆蓋范圍，延長電池使用壽命，并且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的干擾分辨率。對于智能家居應(yīng)用，這些都非常重要。也就是說，在您流傳輸視頻、接收門鈴快照、管理恒溫器，以及響應(yīng)智能手表提醒時，不會影響到屋內(nèi)其他事物的無線性能（傳感器提醒、報警、照明等）。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)：連接車隊、農(nóng)場和城市

雖然我們已經(jīng)使用智能手機(jī)、平板電腦和門鈴攝像頭連接至物聯(lián)網(wǎng)，還包括一些長距離覆蓋物聯(lián)網(wǎng)連接，包括公用事業(yè)電表、監(jiān)控農(nóng)場灌溉的傳感器，以及在跨國路線中跟蹤卡車的遠(yuǎn)程通信模塊。遠(yuǎn)程通信模塊通過監(jiān)測以下因素來衡量商用汽車性能：油耗、汽車維護(hù)、車隊使用、汽車定位、最佳路線、以及駕駛員行為。

智能樓宇、智能電網(wǎng)和智能制造，或者工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)，都具有深遠(yuǎn)的影響。機(jī)對機(jī)連接使用高容量手機(jī)智能計量，資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用使用基于 NB-IoT 和 LTE CAT-M1 (eMTC) 標(biāo)準(zhǔn)的低功耗廣域網(wǎng)。NB-IoT RF 技術(shù)優(yōu)化性能，在低功率 IoT 應(yīng)用中提供低功耗解決方案。該解決方案專為全球使用設(shè)計，幫助物聯(lián)網(wǎng)制造商最大程度地減少本土化產(chǎn)品的需求，從而降低成本。面向智能工廠的新特性和功能（例如報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)和使用效率的制造設(shè)備）可能意味著在設(shè)備故障之前實(shí)施維修和維護(hù)，甚至提供更準(zhǔn)確的預(yù)測和供應(yīng)鏈/客戶數(shù)據(jù)。

ABI Research預(yù)測，在 2025 年之前，低功耗廣域網(wǎng)將成為全球發(fā)展最快的連接技術(shù)，屆時將支持 40 億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

汽車 V2X：推動實(shí)現(xiàn)多種可能性

“車聯(lián)網(wǎng)”，或者車對萬物 (V2X) 包含頻譜通信可能性，包括車對車 (V2V)、車對基礎(chǔ)設(shè)施 (V2I)、車對行人 (V2P)，以及車對網(wǎng)絡(luò) (V2N)。Gartner Research 預(yù)計，到 2020 年，上路行駛的互聯(lián)車輛將達(dá)到 2.5 億輛。

Qorvo 正與 Qualcomm 和大型汽車制造商合作試驗(yàn)蜂窩車對萬物 (C-V2X) 應(yīng)用，這是支持在汽車、自行車、行人和基礎(chǔ)設(shè)施之間無線安全通信的重要一步。C-V2X 針對車對車 (V2V)、車對基礎(chǔ)設(shè)施 (V2I) 以及車對行人 (V2P) 的情況，使用 5.9 GHz 智能交通系統(tǒng) (ITS) 頻段中的低延遲直接傳輸技術(shù)來偵測和交換信息，從而提高態(tài)勢感知，同時無需訂閱蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或任何網(wǎng)絡(luò)輔助技術(shù)。

Qorvo 與領(lǐng)先的汽車制造商合作，通過 C-V2X 模塊的性能和集成來提供準(zhǔn)確的 RF 通信。Qorvo 的 RF 模塊提供更高的運(yùn)行功率，支持更大的 RF 范圍，并提升準(zhǔn)確性和可靠性，這對于實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)和/或自動駕駛所需的智能車載通信系統(tǒng)至關(guān)重要。Qorvo 的 FEM 包括 HBT PA、PHEMT LNA 和 PHEMT 開關(guān)，可在汽車應(yīng)用中提供 5G 的高帶寬優(yōu)勢，且運(yùn)行溫度更低。

但是，V2X 和 Wi-Fi 熱點(diǎn)的大量使用也會給車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域帶來新的安全挑戰(zhàn)。例如，V2X 和 5 GHz Wi-Fi 將面臨嚴(yán)重的頻譜共存挑戰(zhàn)，需要使用創(chuàng)新的濾波器產(chǎn)品加以解決。有些濾波器有助于確保安全，例如使用 13 頻段時。適用的帶通濾波器（例如頻段 13）可以消除蜂窩 LTE 頻段 13 和（美國公共安全服務(wù)使用的）公共安全頻段之間的干擾。

最后，V2X 被用于增強(qiáng)高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 的功能。ADAS 通常采用攝像頭和雷達(dá)傳感器，讓駕駛員能夠看到汽車周邊大約 200 米范圍的情況。V2X 應(yīng)用可以共享和協(xié)調(diào)信息，將 ADAS 的有效范圍擴(kuò)展至數(shù)千公里。

Qorvo 實(shí)施全球性試驗(yàn)，確保所有產(chǎn)品都達(dá)到嚴(yán)格的汽車行業(yè)要求（AEC-Q100 和 AEC-Q200）。如需閱讀 Qorvo 的 Connected Car For Dummies? 電子書，請點(diǎn)擊此處。

基站：為數(shù)據(jù)鋪路

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、機(jī)對機(jī)通信和車聯(lián)網(wǎng)都需要可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施性能。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量正在大量增加，這種增加會對現(xiàn)有的通信功能帶來挑戰(zhàn)，我們已準(zhǔn)備好應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

5G 基站有望以比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站更快的速度傳輸更多流量。5G 可以使用 sub-7 GHz 和毫米波 (mmWave) 頻段中的新頻段，圍繞 5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)施構(gòu)建的整個生態(tài)系統(tǒng)可以提供載波聚合、大規(guī)模 MIMO 和波束形成解決方案，以最大化數(shù)據(jù)容量和吞吐量。

如今，我們可以使用新型放大器、開關(guān)和濾波器來推動物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的快速部署。事實(shí)上，在中國，這些解決方案正在推動部署使用 900 MHz 頻段的早期網(wǎng)絡(luò)。小信號產(chǎn)品系列線性度高，功耗低，噪音小，尺寸小，極其便于集成。這一系列包括發(fā)送線性放大器、增益模塊和可變增益放大器，以及衰減器、開關(guān)、濾波器、雙工器和低噪聲放大器。

通過達(dá)到和超過 5G 性能指標(biāo)，以及面向用戶端設(shè)備 (CPE)、毫米波中繼器、小基站和基站，以及企業(yè)系統(tǒng)開發(fā)新產(chǎn)品，我們不斷創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)更具潛力的 Wi-Fi 6/6E 世界。我們充分發(fā)揮前端技術(shù)優(yōu)勢，可降低功耗和干擾分辨率，同時保持高吞吐量和高覆蓋率。

總結(jié)

在展望 5G 和物聯(lián)網(wǎng)的可能性時，我們發(fā)現(xiàn)新解決方案本質(zhì)上都側(cè)重于為家居、汽車、機(jī)器、城市，甚至區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建連接基礎(chǔ)。不斷提升的設(shè)備連接有助于推動物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的實(shí)現(xiàn)，覆蓋多達(dá) 100 倍的設(shè)備，達(dá)到前所未見的規(guī)模。

審核編輯黃昊宇