具体到每一种无线连接技术,都会有优劣,所以系统工程师在开发智能终端时,往往选择支持多个无线传输协议,以适应更广泛的应用场景。智能终端选择不同的无线传输协议,可以在

  具体到每一种无线连接技术,都会有优劣,所以系统工程师在开发智能终端时,往往选择支持多个无线传输协议,以适应更广泛的应用场景。“智能终端选择不同的无线传输协议,可以在不同的应用场景都能够得到很好的性能,而且支持不同无线协议的智能终端,还可以在很多应用场景实现多种连接技术协同工作,从而大幅提高用户体验。”

  无线连接既是实现智能物联网系统的基本支撑技术,也是物联网技术竞争最激烈的领域之一,谁主导了连接标准,谁就可能掌握物联网最终重要的资产--数据,从而取得商业上的极大成功。

  因此,虽然标准不统一是物联网应用碎片化的主要原因,但在市场竞争格局尚未明朗之前,支持不同标准体系的厂商联盟不会向竞争对手轻易认输。

  近日,在世界半导体大会分论坛“智慧物联网无线通讯论坛”上,就有来自企业及科研界的专家学者,对包括蓝牙、Wi-Fi、LoRa、NBIoT乃至6G技术在内的多种无线通信技术做了讲解与分析。

  第一版蓝牙标准发布于1999年,至今刚好20年。据芯原微电子IoT平台总监曾毅介绍,蓝牙标准确立后的前十年,行业组织主要是推进了经典蓝牙技术演讲,以提高数据流传输的传输速率为目标,主要应用是音频及文件近距离传输。“经典蓝牙在无线音频方面取得了巨大成功,到现在为止,几乎所有的无线音频传输都采用了经典蓝牙技术。”

  蓝牙标准组织在2010年推出低功耗蓝牙(BLE)技术,该技术面向突发式小数据包传输,特别适合低速率低功耗的物联网应用。低功耗蓝牙建立连接过程极短,只需要几个毫秒,而经典蓝牙则需要数百毫秒,仅此一项改进,就可以大幅降低BLE技术对功耗及带宽的需求。

  低功耗蓝牙技术标准(第一版支持低功耗蓝牙技术的标准为蓝牙4.0标准)到现在已经发展到了5.1版,陆续支持组网及定位功能,未来也将支持音频传输。低功耗蓝牙自推出以来一直保持非常高的增长率,相关机构预测到2022年97%的蓝牙方案将支持BLE,其中有三分之一的蓝牙设备将只支持BLE(即不支持经典蓝牙)。不过,由于无线音频应用的拓展,经典蓝牙还会长期存在。

  预计2020年左右,BLE标准将支持音频传输。音频传输是经典蓝牙应用最成功领域,产业界围绕经典蓝牙音频应用已经建立起完整的生态系统。而未来BLE音频协议将不仅能替代经典蓝牙技术,还会大幅扩充无线音频的应用场景。“BLE不仅支持点对点的音频传输,还可以支持广播传输方式,一个发送设备向多个接收设备传输音频,或多个发送设备向一个接收设备传输音频,并支持单向和双向混合的传输方式。”曾毅表示,蓝牙标准组织还将考虑在BLE标准中增加对助听器的支持,与智能语音识别技术结合,未来BLE在辅助医疗领域将有较大的发展空间。

  BLE对室内定位技术的支持能力也在不断加强。蓝牙4.0标准支持接近感应,能粗略定位,到5.1开始支持寻向技术(Direction Finding),采用多天线收发,通过对发射角和到达角的测量进行计算,从而实现室内高精度寻向定位。

  “蓝牙5.0支持蓝牙组网(Mesh),智能家居智能穿戴蓝牙Mesh最适合的应用放心,如果加上人工智能技术,把数据传输和决策都放在一个网络里面来做,就可以真正实现AI+智慧健康技术的发展。”曾毅表示,BLE第三个可扩展的应用是智能网络。

  当前5G技术商用化正在紧锣密鼓进行,但6G技术的研发却早已经开始。作为我国最早一批研究6G技术的科研人员,东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室主任洪伟教授表示,5G商用化将会很成功,但还会有不足之处。“5G实际上应用的是过渡技术,其对通信容量有很大约束,只能发挥大规模数字多波束阵等5G核心技术能量的百分之二三十,这些遗憾,将在第六代通信技术商用化后得到完全解决。”洪伟教授表示,6G技术有望在10年以后落地。

  洪伟认为,与前面五代通信技术大不相同,6G将会是“一代革命性通讯技术”。之所以第六代通信技术与前面五代有本质区别,是因为通信网络从5G升级到6G,将实现从二维平面通信到三维立体通信的跨越。

  洪伟指出,全球陆地面积只占29%左右,过去的第一代到第五代通信,都是基于陆地应用,从第一代到现在刚开始商用化的第五代通信网络,只覆盖了约地球陆地面积的20%。而到了第六代通信技术,将利用成千上万的中低轨道卫星,与陆地网络全部打通,实现所谓的“空地一体化”。

  实现三维立体通信的关键技术是空联网(IoS)毫米波宽带传输技术,包括面向高速IoS的毫米波通信标准与Gbps毫米波通信系统实现技术、支持动态跟踪的毫米波相控阵技术,以及毫米波多通道芯片设计技术。“第六代通信将是三维网络,对地球真正实现无死角全覆盖,不管是海洋,还是原始森林,都可以实现通信覆盖,依靠这样一代通信网络技术才能真正实现万物互联。”

  从博通集成电路总裁张鹏飞出示的一张表格中可以看出,全球有一定规模应用的无线传输协议就有几十种。除了常见的Wi-Fi与蓝牙等不依赖移动网络的无线通信技术,还有NBIoT、以及2至4G等移动通信网络相关技术。

  张鹏飞表示,客户选择某种无线技术的原因很多,技术、商业或政治都对最终方案有较大影响,如果只从技术层面考虑,大致要从四个方面来取得均衡,即网络覆盖距离、传输速率、容忍功耗,以及组网方式。“如果应用是在10米距离以内,可以选择BLE;但是要覆盖到100米范围,就要选择Wi-Fi或其他私有协议;如果10公里或更大范围覆盖,就要选择LPWAN(低功率广域网),LPWAN有依赖移动网络的技术,也有不依赖于移动网络的技术”张鹏飞说道。

  同理可以根据数据吞吐量需求、供电需求(是否电池供电,多大的电池供电),以及组网具体需求来选定合适的无线传输技术。

  但具体到每一种无线连接技术,都会有优劣,所以系统工程师在开发智能终端时,往往选择支持多个无线传输协议,以适应更广泛的应用场景。“智能终端选择不同的无线传输协议,可以在不同的应用场景都能够得到很好的性能,而且支持不同无线协议的智能终端,还可以在很多应用场景实现多种连接技术协同工作,从而大幅提高用户体验。”

  在圆桌论坛时段回答主持人芯原微电子创始人、董事长兼总裁戴伟民的问题时,张鹏飞还表示,无论是NBIoT终端,还是LoRa网络终端,都应该免费提供给用户,因为电信运营商,或者互联网厂商把最有价值的东西--用户数据--拿走了。

  “21世纪最重要的资产是什么?最重要的资产就是数据,谁掌握了最多的数据,谁就有最大的话语权,谁就能够做最大的生意,谁就能够赚最多的钱,甚至可以塑造和控制社会的未来。”张鹏飞把他对物联网商业模式的理解和盘托出,“我觉得建设物联网的目的是搜集和获取数据,发展物联网,实际上就是提供搜集和获取数据的技术和手段。”

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