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5G任重而道遠(yuǎn)：使用現(xiàn)成的LTE 4G模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)傳感和控制

2512816 2022-11-25 | pdf | 331.65KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

遙感和控制等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)人員正被迫尋找無所不在、遠(yuǎn)距離、低功耗、低成本無線通信的最佳解決方案。三個更特別棘手的要求包括高可靠性、低延遲和最小干擾。雖然 5G 有望滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，但設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以使用蜂窩 4G LTE 網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將在未來一段時間內(nèi)使用。遙感和控制等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)人員正被迫尋找無所不在、遠(yuǎn)距離、低功耗、低成本無線通信的最佳解決方案。三個更特別棘手的要求包括高可靠性、低延遲和最小干擾。雖然 5G 有望滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，但設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以使用蜂窩 4G LTE 網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將在未來一段時間內(nèi)使用。遙感和控制的應(yīng)用包括全球資產(chǎn)監(jiān)控和跟蹤、公用事業(yè)計(jì)量、工業(yè)機(jī)器連接以及大型室外工廠的預(yù)測性維護(hù)。后者包括煉油廠、化工廠和礦山、智能城市基礎(chǔ)設(shè)施、可穿戴和家庭醫(yī)療監(jiān)控以及智能農(nóng)業(yè)。遙感和控制的應(yīng)用包括全球資產(chǎn)監(jiān)控和跟蹤、公用事業(yè)計(jì)量、工業(yè)機(jī)器連接以及大型室外工廠的預(yù)測性維護(hù)。后者包括煉油廠、化工廠和礦山、智能城市基礎(chǔ)設(shè)施、可穿戴和家庭醫(yī)療監(jiān)控以及智能農(nóng)業(yè)。雖然隨著網(wǎng)絡(luò)在不同供應(yīng)商的帶領(lǐng)下在不同地區(qū)推出，人們對 5G 的討論很多，但在可預(yù)見的未來，4G 蜂窩通信將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，開發(fā)人員在選擇 IoT RF 接口時需要務(wù)實(shí)。這超出了 RF 模塊的選擇范圍，并擴(kuò)展到仔細(xì)考慮使蜂窩物聯(lián)網(wǎng)實(shí)用化所需的生態(tài)系統(tǒng)。關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)元素包括軟件堆棧、蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，甚至是運(yùn)營商數(shù)據(jù)計(jì)劃和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，以確保物聯(lián)網(wǎng)使用的全面蜂窩覆蓋。雖然隨著網(wǎng)絡(luò)在不同供應(yīng)商的帶領(lǐng)下在不同地區(qū)推出，人們對 5G 的討論很多，但在可預(yù)見的未來，4G 蜂窩通信將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，開發(fā)人員在選擇 IoT RF 接口時需要務(wù)實(shí)。這超出了 RF 模塊的選擇范圍，并擴(kuò)展到仔細(xì)考慮使蜂窩物聯(lián)網(wǎng)實(shí)用化所需的生態(tài)系統(tǒng)。關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)元素包括軟件堆棧、蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，甚至是運(yùn)營商數(shù)據(jù)計(jì)劃和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，以確保物聯(lián)網(wǎng)使用的全面蜂窩覆蓋。本文將廣泛介紹蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用所需的嵌入式技術(shù)。它還將詳細(xì)討論最新硬件和軟件技術(shù)的使用以及可幫助工程師為上述各種應(yīng)用開發(fā)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的可用資源。還將包括有關(guān)現(xiàn)成的數(shù)據(jù)計(jì)劃的信息。本文將廣泛介紹蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用所需的嵌入式技術(shù)。它還將詳細(xì)討論最新硬件和軟件技術(shù)的使用以及可幫助工程師為上述各種應(yīng)用開發(fā)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的可用資源。還將包括有關(guān)現(xiàn)成的數(shù)據(jù)計(jì)劃的信息。為什么不是5G？為什么不是5G？盡管取得了很大進(jìn)展，但 5G 網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)尚未完全確定。即使標(biāo)準(zhǔn)最終確定，標(biāo)準(zhǔn)化的 5G 網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的建設(shè)和部署也需要數(shù)年時間。同時，4G LTE 網(wǎng)絡(luò)自 2011 年開始商用，完全有能力提供大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的性能和范圍。盡管取得了很大進(jìn)展，但 5G 網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)尚未完全確定。即使標(biāo)準(zhǔn)最終確定，標(biāo)準(zhǔn)化的 5G 網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的建設(shè)和部署也需要數(shù)年時間。同時，4G LTE 網(wǎng)絡(luò)自 2011 年開始商用，完全有能力提供大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的性能和范圍。至少根據(jù)一項(xiàng)估計(jì)，4G LTE 網(wǎng)絡(luò)約占當(dāng)前全球蜂窩市場的 40%，而較舊的 2G 和 3G 網(wǎng)絡(luò)各占約 30% 的市場份額。即使到 2025 年，5G 市場滲透率預(yù)計(jì)也不會超過 15% 左右。考慮到這一點(diǎn)，需要長距離和低功耗的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用現(xiàn)有的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施并符合 4G LTE 和早期標(biāo)準(zhǔn)。這些不僅現(xiàn)在已經(jīng)到位，而且還在不斷發(fā)展，例如 4G LTE，以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。至少根據(jù)一項(xiàng)估計(jì)，4G LTE 網(wǎng)絡(luò)約占當(dāng)前全球蜂窩市場的 40%，而較舊的 2G 和 3G 網(wǎng)絡(luò)各占約 30% 的市場份額。即使到 2025 年，5G 市場滲透率預(yù)計(jì)也不會超過 15% 左右。考慮到這一點(diǎn)，需要長距離和低功耗的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用現(xiàn)有的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施并符合 4G LTE 和早期標(biāo)準(zhǔn)。這些不僅現(xiàn)在已經(jīng)到位，而且還在不斷發(fā)展，例如 4G LTE，以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。LTE 為物聯(lián)網(wǎng)而演進(jìn)LTE 為物聯(lián)網(wǎng)而演進(jìn)第三代合作伙伴計(jì)劃 (3GPP) 的第 13 版 LTE 標(biāo)準(zhǔn)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用定義了新的 LTE 類別：M1 類 (Cat-M1)，以前稱為 eMTC（增強(qiáng)型機(jī)器類型通信）和 NB1 類 (Cat-NB1)，以前稱為窄帶物聯(lián)網(wǎng) (NB-IoT)。這些新類別通過支持更低的功率、更長的范圍、更低的延遲和更低的成本，以及由于處于許可頻段而產(chǎn)生的最小干擾，擴(kuò)展了物聯(lián)網(wǎng)的 LTE。