物联网催生无线技术新标准
eettaiwan
摘要： 着眼于物联网(Internet of Things，IoT)的发展前景，业界正致力于研究从无线充电到毫米波雷达等一切应用的各种新兴无线技术；根据比利时微电子研究中心(IMEC)的研究人员们表示，目前的最新任务就涉及了其中的几项连网标准。
Abstract：
Key words :
著眼于物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)的發(fā)展前景，業(yè)界正致力于研究從無線充電到毫米波雷達等一切應(yīng)用的各種新興無線技術(shù)；根據(jù)比利時微電子研究中心(IMEC)的研究人員們表示，目前的最新任務(wù)就涉及了其中的幾項連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
新的802.11ah標(biāo)準(zhǔn)用于1km范圍內(nèi)執(zhí)行超過900MHz的低功率Wi-Fi，是最被看好的新式無線電。「我們認為這項新標(biāo)準(zhǔn)是 IoT 應(yīng)用于具有 Wi-Fi路由器的智慧家庭與建筑物時的最佳選擇，」在Holst Center主導(dǎo)一項超低功耗無線研究計劃的負責(zé)人Kathleen Philips表示。Holst Center是IMEC在荷蘭的合作夥伴。
家庭建筑物自動化市場一直存在各種彼此之間不相容的無線協(xié)議，包括 EnOcean 、 6LoWPAN 、 WirelessHART 、 ANT 與 RF4CE 等，大多都要求采用各家自有的閘道器。Philips指出，「對于 Wi-Fi 定義的擴展可望為這些市場帶來催化劑，因為它將采用現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)進行通訊，解決互通性的問題。」
Philips的團隊正在設(shè)計一款新的.11ah晶片，目標(biāo)是能夠以12mW峰值功耗與5mW接收器功耗，達到在1km范圍內(nèi)傳送100kbit/s的距離。「由于這有希望成為新的大眾市場，供應(yīng)商將可在成本、電池壽命、耐用性和距離方面進行差異化，」她說。
Holst也正致力于研究距離可達5-10公尺的遠場 RF 無線充電技術(shù)，期望用于取代需要線圈緊密耦合的感應(yīng)充電技術(shù)。新的遠場 RF 無線充電技術(shù)是專門針對無法輕易移動以配合感應(yīng)技術(shù)、也無法取得其他能源的 IoT 裝置而設(shè)計。
「以3W等效全向輻射功率(EIRP)在915MHz頻段傳輸，我們可以從最遠達5公尺以外的能量來源連續(xù)采集到30mW，」Phillips描述她的團隊目前的工作進展。
此外，Holst的研究團隊也正著手開發(fā)一種功耗為5.1mW的無線個人區(qū)域網(wǎng)路，它具有-95dBm的靈敏度，可支援Bluetooth4.0 、IEEE802.15.4 與Zigbee協(xié)議。此外，該團隊也致力于一種專為智慧建筑打造的無線技術(shù)，該技術(shù)在接收模式時的接收功耗為4mW，具有-120dBM的靈敏度，以及支援多種協(xié)議。
研究人員們看好毫米波無線技術(shù)將帶來廣泛的大量應(yīng)用。
在高階領(lǐng)域，IMEC的另一組研究人員們看好60-90GHz亳米波頻譜將催生許多大量市場應(yīng)用，從汽車?yán)走_到5G無線鏈路。
IMEC在今年初發(fā)布其于79GHz雷達收發(fā)器的研究進展，采用28nmCMOS制程的79GHz雷達收發(fā)器當(dāng)時可實現(xiàn)超過10%的效率。如今，該團隊正測量最新的工作進展，期望將該收發(fā)器整合于2平方公分的相位陣列天線SoC中。
IMEC無線研究小組科學(xué)總監(jiān)Liesbet Van der Perre表示，這種毫米波設(shè)計將從大規(guī)模MIMO天線的新進展中受益。她預(yù)期有2020個基地臺可利用該技術(shù)以1.17Gbit/s
提供回程網(wǎng)路連接，而功耗約90W。相較于目前的基地臺在270Mbit/s時的功耗約700W，這一技術(shù)已大幅進展。
IMEC正主導(dǎo)一項與歐盟(EU)合作的研究計劃，旨在為大規(guī)模 MIMO 所用的演算法、DSP與射頻開發(fā)核心技術(shù)。「它并不是典型的MIMO，而是一種新的機制，而且十分具有破壞性，」她說。
另外，Van der Perre還討論了針對 5G 可重配置10Gbit/s射頻模組的初期研究工作。這項 5G 技術(shù)將整合過去在基頻、收發(fā)器以及頻率可調(diào)的前端模組等方面的研究成果。
該小組的工作重點在于 CMOS ——她聲稱 CMOS 可望在20nm制程節(jié)點時達到毫米波的性能。
IMEC認為，CMOS將在20nm時達到SiGe毫米波性能。
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