Con teléfonos inteligentes y tabletas, las comunicaciones inalámbricas móviles han revolucionado la forma en que las personas trabajan.
Una conexión inalámbrica de área amplia puede acceder a servidores de Internet desde cualquier lugar, y el siguiente paso es extender el poder de las comunicaciones inalámbricas a las comunicaciones de tipo máquina (MTC), lo que desencadenará un juego de fabricación, gestión urbana, transporte y servicios de energía en toda la industria Cambio
Los sensores a lo largo de la carretera transmiten información de flujo de tráfico a vehículos entrantes y les permiten moverse libremente. Los mismos datos pueden informar a los clientes de la hora de llegada prevista de los bienes. Otros sensores cercanos rastrean los niveles de humedad y contaminación del aire para garantizar que el aire Y las plantas obtienen suficiente agua y nutrientes, todos estos sensores utilizarán la tecnología de comunicación inalámbrica para mantenerse en contacto con el servidor en la nube y rastrearán su ubicación utilizando otros servicios inalámbricos como la red del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS).
La identificación de ubicación es crucial no solo para sensores de movimiento como los montados en camiones de transporte, sino también para sensores ambientales que tienen una posición fija durante el ciclo de vida. La identificación de posiciones puede reducir los costos de despliegue del sensor y les permite informar con precisión dónde están Posición sin intervención del operador, y señal de movimiento involuntario o intencional.
Los nodos de IoT y sensor ampliamente distribuidos son necesarios para admitir aplicaciones LPWAN. Muchas aplicaciones IoT existentes se basan en protocolos de corto alcance como 6Lowpan, Bluetooth y Zigbee, que están expuestos por cientos El rango limitado de medidores no es suficiente para soportar una nueva generación de sistemas MTC a gran escala.
El protocolo diseñado para aplicaciones LPWAN proporciona capacidades de comunicación que pueden cubrir nodos entre un kilómetro o la puerta de enlace y los nodos más cercanos, reduciendo en gran medida los costos de implementación, incluidos los equipos como los sensores ambientales necesarios para la agricultura, Para monitorear nodos de IoT en autopistas, ferrocarriles y ríos, y contadores inteligentes para uso doméstico Además, las frecuencias típicas de LPWAN van directamente a equipos enterrados en el suelo o en el sótano sin la necesidad de pasarelas costosas adicionales.
La implementación de MTC tiene muchas opciones, incluido el acceso a las bandas sin licencia y con licencia. El etiquetado LoRA funciona en una banda sin licencia con velocidades de datos de hasta 12,5 kbit / s. Las bandas no autorizadas parecen proporcionar costos operativos más bajos, pero En la práctica, los usuarios aún necesitan implementar sus propias puertas de enlace o contratar dispositivos de terceros. Seguir las bandas sin licencia también puede generar un mayor riesgo, interferencia de otros usuarios en la misma banda. Además, el enfoque de licencia de tecnología LoRA Limitará la cantidad de proveedores de chips para evitar que se integre en un controlador IoT personalizado de bajo costo y de un solo chip.
La comunicación celular agrega opciones
Por otra parte el uso de la comunicación celular de banda con licencia, puede evitar que una gran cantidad de interferencias, proporcionando más flexibilidad y libertad para el conjunto de los integradores de chips. Estándares 3GPP cuerpo define un conjunto de protocolo de la IO-listo, el recién definido banda estrecha IO (NB-IO). que admite señales penetran en el suelo, para mejorar la cobertura en la forma de los cuales es similar a GSM. velocidad de datos NB-IO de la 10kbit / s a 50kbit / s, funciones mejoradas no sólo mejora el rendimiento del sistema, sino también Puede ahorrar energía
Por ejemplo, en la versión 14 del estándar NB-IoT, los expertos del comité 3GPP descubrieron que mantener un rendimiento relativamente alto durante la transmisión era más que limitar la velocidad de bits aún más cuando el proceso de estandarización de datos se centraba en la eficiencia energética y la mejora continua Un buen enfoque, que permite a los nodos IoT completar las transmisiones más rápido e ingresar al modo de hibernación de ahorro de energía, consume menos energía durante la transmisión (se implementa principalmente mediante un amplificador de potencia (PA)). Se compromete a implementar la Versión 14 lo antes posible para garantizar que el dispositivo que se está desarrollando ahora sea compatible con la red del mundo real.
Arquitectura NB-IoT
Para completar el soporte NB-IoT, se requiere una arquitectura de computación eficiente para manejar el procesamiento de la señal, la pila del módem y el código de la aplicación del sensor necesarios para alcanzar velocidades pico de datos en un procesador único. Si estos tres Las tareas pueden realizarse en el mismo subsistema de procesador, lo que ahorra costos de silicio y consumo de energía en comparación con los procesadores de doble núcleo. CCEVA analizó los estándares de Internet móvil de las cosas y descubrió que bajo estricto presupuesto de energía, procesamiento de instrucciones dedicadas Una mejor transmisión de datos que la aceleración de hardware del rendimiento general mejor.
Si el procesador está implementado en un chip funcionando a 150 MHz, aplicaciones de rendimiento medio del procesador se pueden ejecutar simultáneamente, los datos núcleo DSP NB-IO se están transmitiendo o recibiendo en el canal.
Plataforma completa NB-IoT
Por otra parte, la plataforma de la libélula NB de CEVA incluye soporte de software para el procesador CEVA-X1 y socios ASTRI ofrece, además del diseño de ahorro de energía de periféricos para la Internet del nodo cosas porque muchas aplicaciones nodo cosas compatibles LPWAN necesita identificar la ubicación , transceptor RF admite señales celulares y GNSS. esta arquitectura de baja IF realiza la RF a banda base de datos de conversión, puede estar integrado y conectado directamente a una unidad frontal digital (DFE). transceptor proporciona un oscilador digital en chip, con el fin de evitar Utilice un dispositivo de compensación de temperatura de control de presión fuera de chip más costoso.
Una pila de software completa proporciona un extremo a otro de apoyo para NB-IO y GNSS, por el sistema operativo RTOS para gestionar las comunicaciones de datos y tareas de la aplicación de usuario. Así que esta es una nueva generación de sistema de MTC a gran escala plataforma diseñada que puede soportar Desarrollo rápido de aplicaciones de Internet of Things.