im电竞竞猜注册网址:蜂窝物联网Cat-01M1NB-IoT技术一览(附:高通Cat-M1NB-IOT
发布时间:2022-09-25 08:50:53 来源:im电竞平台iOS 作者:im电竞盘口

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  用在物联网应用中的技术解决方案非常多,各种各样的行业、技术标准组织都在制定对应的物联网技术方案,有的在制定中,有的还在原型测试,有的具有独立知识产权的技术方案已经在市场中应用。表-1-是目前比较流行的物联网方案的对比表,从中可以看到各种物联网通讯技术的技术特点。

  尽管用于物联网的通讯技术很多,但到目前为止也没看到哪个技术有一统江湖的趋势。不过这个局面可能很快就要被打破了,3GPP终于开始在物联网方面采取了行动,在LTE增强版中制定了Release12和Release13的标准,用来应对各种不同机器设备之间的通讯(MTC)和物联网(IoT)需求。

  对于3GPP针对物联网的技术标准,相关的信息总是很零碎,所以我在这里做一次汇总,希望大家能对蜂窝物联网技术有个基本的了解。

  为什么单纯的LTE网络对于物联网是不理想的? LTE设计时是为了解决一个最主要的需求: 它必须足够快。尽管该技术可以满足移动宽带通讯的需求,但是它无法用在别的一些应用产品中得到很好的运用,比如穿戴式设备,工业传感器,家用电器等等。这种设备的特点是尺寸小,电池供电,而且经常会被放在诸如地下室等网络覆盖不好或者甚至无信号的地方。在大多数情况下,家里的IoT设备会利用本地局域网或者一个附近的IoT集中器,将IoT设备的数据通过WiFi,有线,DSL和光纤转发出去。但有些情况这种方法不适用,比如,对于地下室安装的功率计或者工业用的功率计,所以,最好是能使用现成的蜂窝网络作为骨干网。

  尽管GSM曾经是,现在仍旧是很多物联网通讯使用的技术,但是这个技术太陈旧,而且很多网络运行商迟早会关掉它。这样未来只能在LTE网络中增加物联网通讯的特功能,但是,LTE当初的设计并没有考虑到要在一个扇区里面处理成千上万的机器设备,或者支持那些只传输很少数据的低复杂度的便宜玩意。在过去的几年,3GPP对LTE技术增加了几个增强型的标准,一些做了简化,一些是完全新的,用来实现连接IoT设备,这些新制定的标准能够满足如下几个条件:

  (5) 支持设备在低速率下工作,比如说,最大吞吐量只有几百K每秒,实现设计简单和低成本,而且可以极大的提高射频的灵敏度(实现室内的深度覆盖)。

  很明显,单独一种IoT射频标准是不能满足所有的物联网应用场景的。一些IoT设备想比较频繁的传输数据,比如采用每秒几百K的速率进行传输,尽管这样会牺牲一些功耗,降低室内的覆盖范围。一些IoT设备可能只需要在一天里面传输50个字节数据就够了,但是这些设备可能距离基站的距离非常远,或者安装在一些很深的地下室,以至于10或者20MHz带宽的LTE网络是不能覆盖的。为了满足这两种极端情况,3GPP制定了一些增强型的标准:

  (3) LTE Category M1 这种设备速率可以达到1Mbps,并且在降低功耗方面上做了优化。

  (4) LTE Category M2 也被称为Narrow-Band IoT,这种设备速率只有几百Kbps,但是在功耗上做了很大的优化,并且可以扩大室内覆盖范围。

  上面四个类型设备的共同点是,他们都能和现在部署好的LTE网络通讯,只需要对基站和核心网的软件进行升级即可。有个很重要的一点就是,基站可以同时处理传统的LTE网络、LTE-Advanced移动宽带网络、以及上述的增强型物联网网络。简言之,就是不需要为IoT物联网通讯专门设计一个特有网络。

  LTE Cat-1 设备 实际上在3GPP LTE很早期的标准里,EUTRAN规范(3GPP Release 8)里面就包含了一种设备叫Category 1(Cat-1),这种设备的设计很简单并且很省电,它的速率最大只能达到10Mbps。为了降低复杂度,Cat-1是在2008年唯一种可以使用单天线的设备类型,也就是说它不支持MIMO(多进多出)。这些都是理论描述,但是在过去的8年时间里,这种类型的设备不是很受欢迎,以至于在市面上从来没有见过这种类型的设备。

  LTE Cat-0 设备 and PSM 又过了很多年,3GPP在Release12中更进了一步,定义了LTE Category 0(Cat-0)设备。该设备的速率被进一步裁剪到1Mbps。采用半双工机制,尽管是可选特性,但是却大大降低了成本,复杂度和功耗,原因是用一个天线收发切换开关(switch)代替了全双工滤波器,这种机制使得设备不能同时收发。

  另外,该标准还定义了省电模式,该模式扩展了LTE规范,增加了一个射频接口状态。以前的设备连接模式是这样的,一种情况是和网络建立一个射频连接,另一种情况是实际上没有建立连接,但是可以通过保持它的IP地址建立一种逻辑上的连接。就算没有连接,设备仍旧能收到来自基站发送的寻呼(paging)包,并被唤醒工作。PSM扩展了这个机制,PSM规定设备可以继续保持IP地址,并且可以在一个非常长的时间内都不需要接收paging请求,这个时间最大可以设置成12.1天。在PSM状态下,设备甚至不需要定期发送Tracking Area Updates。这样做的缺点是,当在PSM状态时,设备是无法通讯的。因为不同的应用需要不同的PSM时间,设备需要设置一个定时器值,用来控制在进入PSM之前需要保持多长时间可通讯状态。第二个定时器值是在LTE Attach Message里面发送出去的,表示PSM的持续时间。网络可以在Attach Accept Message里面确认和修改这些值。

  尽管PSM不需要对射频接口的物理层进行修改,但是需要修改NAS,这样才能,当有数据来的时候,核心网知道哪些设备是可以通讯的,哪些是不可以的。Cat-1设备可以工作上现在的所有LTE网络中,但是CAT-0设备只在3GPP 的Release12中规定,所以在网络侧需要进行软件更新才能支持该标准。

  标准LTE设备的20MHz带宽是增加LTE产品复杂度和功耗的一个主要原因,所有LTE设备类型的LTE设备被要求能检测控制信道或者在某个信道接收数据,这些信道的带宽最大能到20MHz这么宽。对于IoT设备来说,速率是次要的。

  LTE Category M1设备 Cat-M1设备,是在3GPP Release 13标准中制定的,他的最大工作带宽只有1.4MHz,所能支持的最大速率是1Mbps。这需要对LTE的物理层进行修改,因为标准的LTE控制信道一般都是工作在标准的LTE信道带宽(比如说20MHz)。

  为了满足Cat-M1设备的需求,LTE标准新增了几个控制信道,这些控制信道对标准LTE设备是不可见的,并且带宽只有1.4MHz。要注意的是,LTE总的占用频谱宽度仍旧是20MHz,但是CAT-M1设备只占用其中的1.4MHz带宽。为了能扩展扇区覆盖范围或者为了进一步改善室内覆盖,信号信息和用户数据可以重复传输,但是这样做会增加额外的冗余。

  跟CAT-0设备一样,CAT-M1类型设备一样也要对网络进行软件升级。如果不升级,CAT-M1设备甚至不能搜索到网络,因为针对CAT-M1的新的信号频道都没有广播数据出来。

  很多资料提到了CAT-M设备,那么CAT-M和CAT-M1之间有什么区别呢?我觉得他们指的是一个东西。有些人的观点是CAT-M被改名成了CAT-M1,因为3GPP IoT工作组在Release 13规定中引入了新的窄带物联网标准,现在这个标准叫NB-IOT,也叫CAT-M2。

  事实上,前面的三种类型设备只是对现有3GPP LTE标准的细枝末节的修改,NT-IOT工作组致力于提出了一个更加激进的技术方案。在3GPP内部,针对NO-IOT的技术方案有几个在学习研究中,在3GPP TR45.820里面,里面有500多页详细介绍了这些技术方案。在2015年9月,3GPP终于达成了一致, 从中选择了一种解决方案。关于这个决策的细节现在归档在NB-IOT工作组的描述文档中,可以参考RP-151620。

  可以用在任何地方的超窄带,物联网模块的成本要很低,必须低于5美金一块,速率可以非常低,这样可以降低功耗,增强室内覆盖范围,NB-IoT对于曾经针对移动宽带应用的LTE技术来说,是一个革命性的突破:NB-IOT的工作带宽只有180KHz。这个带宽跟移动宽带LTE的20MHz带宽来说是太小了,更别用说那些三倍于20MHz带宽的载波聚合设备,现在的载波聚合设备可以绑定3个下行信道。不仅如此,NB-IOT信道也是用和LTE物理层一样的正交频分复用技术,采用相同的子载波空间,OFDM符号周期,时隙格式,时隙长度和子帧时长,而且还是用相同的LTE的RLC,RRC和MAC协议。

  部署灵活和后向兼容 NB-IOT的180KHz带宽还有一个很显著的特点是,它的部署可以有3种不同的方案,如图-1-所示。一个方案是在LTE带宽内部署一个或几个NB-IOT信道。第二种方案是使用LTE全信道的保护信道.第三种方案是直接将一个GSM信道替换成NB-IOT信道。所有这三种部署都是后向兼容的,也就是说那些不具备NB-IOT特性的LTE设备将不会在LTE主信道中看到NB-IOT信道,或者在保护带宽里面也看不到。传统的GSM设备也不会在GSM的180KHz载波信号里面检测出NB-IoT载波信号。这些设备只会把NB-IoT信号识别成噪音。

  海量设备接入和低速率 除了窄带宽,NB-IOT的新增信道和访问管理流程都被设计成可以支持在一个扇区内连接50,000个设备,是的,是一个扇区,所以你可以想象每个设备每天能够传输的数据是很低的。

  根据高通的说法,NB-IoT的设备可以实现下行500Kbps和上行40Kbps的速率,前提是信号质量好。这只是理论值,实际上,由于很多设备占用一个信道,所以摊到每个设备的速率就更低了、并且NB-IoT的设计中专门考虑到信号强度很低的情况下也能工作,这也不得不牺牲速率来实现。爱立信的一片论文提出过一个有趣的计算,当信号强度很低的时候,传输一个小UDP包需要最大7秒的时间,在这种情况下,每次数据交互,(比如基站访问,带宽分配,用户数据传输和确认),都需要重复好多次。

  载波的用法 在下行传输时,信道使用OFDM调制,集成了几个15KHz间隔的子载波,也叫作“tones”.在上行传输时,移动设备可以使用标准的15KHz载频间隔子载波传输,或者也可以采用3.75KHz载频间隔,结合在LTE里面使用的SC-FDMA调制。什么时候采用3.75KHz载频间隔呢,当终端设备可以接收到来自基站的数据,但是由于设备的小天线、低发射功率、或者是环境导致信号条件恶化等情况时,往往无法让基站接收到终端发出的数据。通过使用3.75KHz载频间隔,可以让终端设备的发射功率更加集中在更窄的带宽内,这样可以改善线路预算,提供基站收到数据的成功率。一些信号很低的场景我们叫做“极端覆盖”,NB-IoT可以工作比GSM临界工作环境再恶化20dB的环境。

  对于那些更关注功耗的终端设备,NB-IoT定义了Class5设备,限制了最大发射功率为20dBm(0.1瓦)。另外,可以根据现场射频环境和速率要求,设备可以在单载波或者3、6个多载波上进行通讯。根据我们前面描述、我们会发现传统的LTE信道不会被用作NB-IOT。尽管一些基本概念(类似随机访问、分派传输机会)是一样的,但是NB-IoT的信道包格式和信道部署都是全新的。

  射频安全性和后向兼容 从射频安全性的角度看,NB-IoT完全采用了LTE的认证、加密机制,这些机制依靠SIM卡。小的终端设备会采用嵌入式SIM卡,它的作用跟普通的SIM卡一样,但是尺寸更小,并且可以直接焊在电路板上。NB-IoT无法和LTE、GSM、UMTS后向兼容,所以NB-IoT设备只能和支持NB-IoT协议的设备通讯。在实际应用中,终端设备可以通过增加必要的电路来支持上面提到的所有标准,但是重选择和切换是不支持的。

  总结 跟3GPP以前制定的那些物联网通讯协议比较,NB-IoT是目前为止最全面,也最接近实施的一个标准。NB-IoT主要在功耗、成本和低速率上做了优化,他为硬件制造商在未来两年提供了解决方案,也可以让很多机器设备增加通讯的功能,而且还不需要再额外增加本地集中器之类的东西了。表-2-是前面讨论的几个技术的参数对比。

  目前本章中没提到,但是也是很重要的一点是,NB-IoT的射频协议栈的上层也支持IP协议。由于NB-IoT定义的速率很低、还有我们前面的一个论文里提到传输一个IP包可能需要7s的时间,所以TCP传输不能适用于大部分的NB-IoT应用场景,UDP有可能会在IoT领域里广泛采用。但是IP还是很重要的,IoT设备可以不需要通过某些中间设备而直接连入Internet。很多用户和我一样,希望有种智能设备,他可以直接进行通讯,而不是需要在终端设备和Internet之间还要有一个设备用来翻译更高层的协议栈内容。

  从上文我们可以看出,CAT-M1和NB-IoT将会是目前蜂窝物联网应用的主宰,但是这两种究竟用哪个,还无法确定,所以目前最好的方式是支持这两种的双模方式,高通已经推出了相应的双模芯片MDM9206,以下文章为高通对于双模所做的最新技术分享

  物联网是个很大的词,还有一种说法叫万物互联,涵盖面之广,场景之复杂,是没有办法只通过一个技术、一个网络、一个系统来提供所有的服务的。万物互联是非常多样化的,提供的技术也是非常灵活的,这就需要根据实际的情况配置所需的通信和计算能力。面对宽泛多样的物联网,我们简单列了几种连接技术。例如蓝牙、NFC、ZigBee等短距离的连接技术;在家庭、办公室、机场、咖啡厅,使用有增强型的蓝牙或ZigBee、Wi-Fi等局域网连接。当然Wi-Fi也有各个等级,数据率、覆盖范围,可以使用802.11ac、802.11a/b/g/n、802.11ax、1x1、2x2,最高级可以使用802.11ad,Wi-Fi可以在局域网有一个很好的覆盖;还有广域网的连接,例如要把智慧城市,所有路灯、停车场、能源管道都连接起来,就需要一个广域网,这就需要蜂窝网络技术,也就是大家最熟悉的2G、3G、4G、未来的5G技术,它是广域覆盖、全球范围内最成熟、部署最广泛的技术。

  蜂窝技术还有一些应用,比如说通过无线传输电表数据打包发送到电力公司,以及很多其他的技术,包括有线、无线的,高通这些年积累的,都会在未来物联网领域发挥很大的作用,如何把这些技术有机地整合在一起非常重要。刚才提到很多是蜂窝和非授权的技术,非授权的技术包括像Zigbee、蓝牙、Wi-Fi等。而专门针对物联网催生的技术,包括像Sigfox和像LoRa等900MHz频段的私有的、非授权的技术。

  那么在蜂窝和非蜂窝的通讯技术之间怎么选择?哪一个是未来的方向?非常自信地讲,蜂窝通讯技术是未来物联网连接支撑技术里绝对的主流方向。蜂窝通讯技术从2G、3G、4G到现在30多年发展下来,它的覆盖无处不在,它不需要重新部署,大家走到任何一个地方,你的手机基本都有信号。第二,它是授权频谱,是运营商花费了很大精力慎重部署的,在连接性、安全、质量方面都有充分的保证。此外,说到安全,通过这些年的发展,蜂窝技术从核心网到接收网到手机,整个链路上已经有多层的加密机制,做了大量的安全积累。最后,相当重要的一点,这个行业生态系统的从业者非常多,在网络侧有全球主流的基础设施厂商,终端侧有众多的手机厂商,在芯片侧有高通等很多从业者,大家从标准的制定到技术的发展和验证,到产品的研发和上市,以及整个网络、整个手机的优化和完善,一直在做这方面的工作。世界上最大的一个产业链,花了长时间不断地积累和完善,让蜂窝技术成为最为可靠、最为完善、最为可用的技术。

  蜂窝技术从2G的GSM、GPRS、EDGE到3G的WCDMA、EV-DO发展到4G LTE、4G+、载波聚合等,这东西是不是可以直接用到物联网上?其实不是的。因为这些东西都是针对人与人的通信,针对手机设计的,但是物联网提出的要求和手机是有比较大的区别的。所以在2016年6月,全球标准化组织3GPP组织在比较短时间里面,制定了两个新的蜂窝技术标准,还是属于4G无线通讯或者LTE的范畴。这两个技术,根据3GPP组织的名称,一个叫Cat-M1 (也叫eMTC),另一个叫Cat-NB1 (也叫NB-IoT) 。有了这两个行业标准之后,后面做基站、做芯片、做应用服务的,大家都会跟进。

  和一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反,这两个技术往下走,主要任务是降低系统复杂度和降低系统成本、提高系统的续航时间;去掉不需要的高数据率、高移动性、超强传输能力,根据物联网的要求度身定制,达到提升电池寿命、降低成本、提升小区内部署总量的要求,实现其他的益处。

  那这两种技术是如何实现4G调制解调器的海量部署、规模经济和超长生命周期的呢?主要方法是降低复杂度。

  首先,就要放弃掉原来LTE对数据速率的追求,绝大部分物联网的应用并不需要超高的数据率。绝大部分物联网应用在1Mbps或者几百kbps、几十kbps就够用了。另外一个复杂度的降低来自于带宽。大家知道一个LTE载波是20MHz,而到物联网带宽有了明显的下降:Cat-M1只需要1.4MHz系统就够了,Cat-NB1需要200KHz,所需带宽非常窄,部署起来也比较容易。所以方法其实非常灵活。Cat-M1和Cat-NB1可以支持半双工,先下行或者上行,不会并行收发。在部署的模式上,Cat-M1在FDD或者TDD都可以部署,Cat-NB1到现在为止只能部署FDD。半双工、双工也主要为了降低系统的成本和芯片复杂程度,从滤波器方面可以大幅度降低成本。

  还有一个降低系统复杂度的关键因素就是移动性。NB-IoT没有移动性,那我只能站在固定的点上传数据,在有服务的小区才可以工作;而Cat-M1则有比较充足的移动性,能保证从一个蜂窝走到另外一个蜂窝的时候,经历了跨基站切换,也有一套机制保证传输的数据不会被切断,到了其他的小区也一切如常,这就是移动性。

  另外还有一点是语音。VoLTE就是LTE语音。为了降低成本和复杂程度,Cat-NB1完全没有任何语音,而Cat-M1还保留了VoLTE。这个也很重要,在一些异常情况发生时你第一个想法一是打电话求助,到最关键的时候还是需要语音传输。

  还有一点就是部署的密度,就是一个小区里面能放多少节点、模块。原来手机是几百、上千的数量级,但在LTE物联网的应用中,一个小区里面基本是上千上万或者更多的海量部署。

  另外要提一下穿透性,这两种技术相比原来传统LTE穿透性明显提高。比如停车位的智能模块,既要传数据还要有传感器,而这个设计可能需要放在地下三层的停车位的水泥地以下,所需要的穿墙的能力和手机相比也有明显提高。所以这两种技术在穿透性上都有提升,Cat-M1穿墙的能力明显增强。Cat-NB1因为它很大程度是针对表计类来设计的,所以对穿墙能力要求更高。

  此外,和LTE比,Cat-M1、Cat-NB1另外的增强点就是充一次电能撑得更久。Cat-M1和Cat-NB1要求充一次电用到五到十年、或者十年以上。第一是因为它们是海量部署,第二是因为这些模块要嵌入到墙里面、地板下面、机器里面,成本都很高,要整修就要耗费巨大的成本。

  还有一个重要的考虑点,有没有软件升级能力。Cat-NB1下行只有20kbps,大概就是15年前、20年前拨号上网的速度。这个东西要装到墙里后,运营商的思路改变了,要进行软件升级,对时间和经费都是巨大的损耗。而Cat-M1的速率是兆级(1Mbps),可以用几分钟或者半个小时的时间升级固件,所以Cat-M1在升级维护上有明显的优势。

  很多不同运营商投入Cat-NB1和Cat-M1,基本上全球的运营都处于同时测试、认证这两个标准的状态。现在市场还没有真正发展起来,还处于尝试商业模式的阶段,服务也没被创造出来。另外,这两个技术非常新,它的能力还需要在未来各种应用服务中验证。同时每个运营商的频段模式还有不同的要求,部署这两个标准对运营商而言也是巨大的投入,运营商要先充分测试。目前,全球的主流运营商已经确认会部署Cat-M1,基本可以看到北美、欧洲、日本、澳大利亚都在部署。中国的运营商也在进行Cat-M1测试,和Cat-NB1是并行的。

  Cat-NB1基本上是把LTE的能力压缩到极致了,它追求的是最低的成本,最长的续航时间,主要是低成本,它没有移动性、没有语音、数据率非常低,它比较适合对成本很敏感、海量的数据、但是单个能力要求比较弱的应用。大家会联想到各种表计类、环境监控、简单的停车控制、楼宇里面简单的大门开关等比较简单的用例。如果需要更智能、需要传输数据、人员参与、语音、移动性的应用场景,Cat-NB1就力不从心了。此外,Cat-NB1的响应速度也是比较差的,不要期望Cat-NB1带来很实时的响应,有些关键业务。

  说到Cat-M1和Cat-NB1这两个模式能力有重叠,但很多时候也是错开、互补的,未来应用各不相同。最好的办法是把两种模式都放在一起,会带来非常多的益处。

  图上深红色代表的是Cat-M1技术,它强调的是移动性和较高的数据速率,但其在网络覆盖和功耗上逊于Cat-NB1。而图上浅色区域代表的是Cat-NB1技术,该技术在网络覆盖、功耗、部署灵活性,以及成本优化方面相较Cat-M1表现更好。Cat-M1和Cat-NB1两种技术优势有所不同,因此客户在选择应用服务或者网络部署时,只能根据相关技术优势进行选择,但要非常精准预测未来3年、5年或15年之后所部署的服务和采用的技术,是很难做到的。

  但是,如果无论未来相关的条件发生什么变化,模块总能够很容易满足各类需求和调整,并可以通过升级软件应对相关调整,那说的就是双模模块的原理。如果将Cat-M1和Cat-NB1集成于一个模块中,两个技术拥有的优势在双模中仍然存在,优势重叠。从总体成本来考虑,拥有灵活的实用性可以降低重复部署、动工和升级相关占比较大的成本。

  而在双模的基础上还有全球双模技术,意味着这两个模式也能够部署在4G LTE的频段上。目前已知的主流频段大约有15-16个,但其实可能有超过30个潜在频段要对其进行部署。如果有一个模块同时拥有这两种技术并支持所有频段,那么该模块可以在全球任何应用场景部署。无论未来的网络制式或频段如何调整,该模块仍然可以工作。通过安装一次可以获得十年的工作生命周期,就能抵消任何不确定性和相关网络调整的可能性。

  而高通则一直致力促成全球多模、多频的模块设计。目前已经可以为客户提供的模块也是多模、多频的全球模块,这个概念受到了广大芯片厂商和系统厂商的欢迎。这是因为运营商需要重大的投入,并非常依靠物联网业务,那么运营商可以利用双模多频的模块,通过时间充分去验证这两个技术,并进行各种实验,从而推测哪个生意模式能够成功。高通在芯片和模块致力于通过一个模块支持所有的模式,支持Cat-M1和Cat-NB1。通过一个可随时的升级的软件,以及一套支持所有已知的中频和低频频段的射频这三样关键技术,保障未来。

  高通刚刚推出的为Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多频的芯片称为MDM9206,其优势在于,首先它支持该Cat-M1和Cat-NB1两种模式,高通在3GPP标准中是一个积极的贡献者。无论对于技术的验证,还是对于芯片的开发,高通均位于行业的前列。该芯片支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有频段。除此之外,得益于高通在定位系统的出色表现,MDM9206还集成了GPS、格纳洛斯、北斗以及伽利略全球导航卫星定位服务,并且不需要通过任何附加的芯片或者接收器,而是直接嵌入到该芯片中,并且与高通的4G功能充分整合。试想一下未来的共享单车、车联网或者是追踪器,主要针对具有移动性的使用场景,可以通过其定位功能马上展现不一样的能力。

  该模块一定要和传感器结合在一起,而传感器要放在一个系统控制器上,从而处理读取的各种数据,并将处理过后的再通过调制解调器发到云端,并通过云端在发给用户各类应用。因此高通认为可以将处理器集成在模块里,无需再外挂处理器。所以高通同时在MDM9206中集成了Cortex A7处理器。此外,该模块还支持Linux操作系统和Thread操作系统。MDM9206拥有处理器、操作系统以及很多硬件的接口,还拥有挂靠传感器的接口。因此MDM9206不仅是通信芯片,也是一个系统控制器。用户可以发出命令,收起窗帘,操作喷水,也可以打开LED灯,这些都可以通过MDM9206实现。所以它可以被视作为一个小型SoC,具备计算的能力。

  此外,MDM9206还支持语音功能,这两种技术里面都具备省电模式和eDRX,这些技术均来自LTE演进,并进行了了调整。高通在LTE网络领域耕耘了很久,我们对这些技术非常熟知。而高通在VoLTE、4G语音以及省电模式上的技术也都是行业领先的。高通和所有的网络设备运营商以及全球运营商做了大量的研讨,针对4G技术都做了常年的优化和测试,其表现非常稳定、成熟和高效。

  在调制解调器之外,高通为支持模块也做了大量的集成,因此MDM9206还是比较受欢迎的。高通不久之前和网络设备供应商爱立信以及北美运营商AT&T基于Cat-M1进行了语音的测试,获得了很好的测试效果。

  此外,高通还和合作伙伴密切合作,进行了一系列基于该芯片的认证工作。高通和中国移动、爱立信在去年年底进行了Cat-M1的试验。高通也和中国移动签署了战略谅解备忘录,和中国联通以及爱立信也完成了Cat-M1的测试,本月和华为共同宣布首次打通TDD eMTC标准空口 First Call,因为华为也有Cat-M1 TDD模式空口的试验,双方合作取得了好的结果。

  MDM9206芯片具有多模多频,并集成了CPU和定位技术,在主流运营商中其采用度非常高,绝大部分客户是模块OEM厂商。目前主流做模块OEM厂商基本都在用MDM9206芯片开发模块。另外,物联网产业链和手机产业链不太一样,物联网的产业链要长的多,有的企业做芯片,进而卖给模块厂商做各种各样的模块。模块厂商做个次级厂商,并在机器上集成传感器,次级厂商再将产品卖到各类产品中,在硬件上需要一层层完成。而产品上还要积累六到七层不同的软件,有操作系统、安全软件、产品管理等等,最后达到完善的服务,因此软件硬件都是很长的产业链。总体而言,高通的直接客户模块OEM厂商基本上对于MDM9206采用度非常高,该芯片应该是全球采用度最高的物联网芯片之一。

  5G也是一个热点,大概在2019年到2020年开始起步。高通对5G三个大的愿景:第一是增强型的宽带,通讯数据率将再上一个台阶,现在速率能达到千兆级1Gbps,5G要达到10Gbps,其速率非常快。第二要做关键业务型服务,在将来可以执行非常复杂的任务,例如无人驾驶、医疗以及救援等工作,这对实时度和可靠性要求极高。第三个方向是海量物联网,其装机数量、能力和可靠度主要是体现在物联网中。5G的第三个愿景,要在物联网领域比4G Cat-M1和Cat-NB1再上一个台阶,还在做规格和技术方面的探讨,但愿景是清楚的,5G比4G这两个标准要再上一个台阶。4G通过后面三到四年,Cat-M1和Cat-NB1两个标准通过行业的培育,大家会看到非常蓬勃的、改变生活的行业应用服务都成长起来。因此对于未来5G来说,4G Cat-M1和Cat-NB1成引导作用。

  简单总结一下,物联网一定会有重大发展,物联网需要连接,因为没有连接这么大的网络无法运转。而连接性基于蜂窝技术即4G或者LTE IoT,一定是最主流的技术。其中包括Cat-M1和Cat-NB1,这两个技术相辅相成,并且有一定的重叠和交错,同时也有不同的用户,但是两种技术在以后同时被应用,在很大程度上完善整个产业链和各种应用服务是可预见的。

  针对未来的不确定性,最好的办法节是采纳多模多频的方式,高通拥有MDM9206芯片,目前已支持Cat-M1模式,而2017年中对所有模式(Cat-M1/NB1/E-GPRS)的支持、频段的支持及性能都会达到商业交付的水平,是比较具有竞争力的产品。

  中国不仅是制造大国,也是农业大国。农业强国梦的实现,必须抓住当前智能化与物联网快速发展的机遇,全面融入现代科技应用潮流,打造“智慧”农业、“智能”农业。作为一个深耕农业的中国物联网界“新星”,徐珍玉正用他的实际行动,通过农业物联网助力中国农业实现跨越发展。

  工业物联网作为智能制造的路径之一,正如火如荼地延展开来。Lux Research在2016年的报告中预测,2020年全球工业物联网产值将达到1510亿美元。然而,面对庞大的市场前景,如何找准发展方向却难如破冰。

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