科技行者高通9205芯片:我为物联网而生

高通9205芯片:我为物联网而生

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揭秘高通物联网(IoT)专用调制解调器9205。

作者:周雅 来源:科技行者 2018年12月25日

关键字:物联网 IoT 高通 芯片 物联网芯片 5G

科技行者 12月25日 北京消息(文/周雅):高通近期推出下一代物联网(IoT)专用调制解调器9205,此单芯片集成了一些低功耗广域网标准,包括全球多模LTE category M1(eMTC),NB2(NB-IoT,窄带物联网)以及2G/E-GPRS连接。与前代产品MDM 9206相比,9205的功耗降低70%,尺寸减小一半;其芯片的射频收发范围从450MHz拓展至2.1GHz的更大带宽,支持全球超过23个射频频段;且额外搭载应用处理、地理定位功能、基于硬件的安全、云服务支持及配套开发者工具。

当天,高通进行了一场媒体沟通会,高通产品市场总监马进武详解了这款专为物联网而生的芯片:“9205 LTE调制解调器是高通专为物联网市场量身定做的。”

一图看懂高通 9205 LTE调制解调器技术亮点:

解析高通9205芯片:专为物联网量身定做, 

1、全球多模LTE IoT调制解调器及连接;2、支持全集成前端的射频收发器:集成的射频收发器可支持从450MHz扩展至2100MHz的更大带宽。(这也是蜂窝物联网产品中,首款集成完整射频前端的商用产品)。3、电池续航管理:支持超低系统级截止电压,并可根据电池充电状态调整电量使用情况。4、应用处理器:Arm Cortex A7主频最高达800MHz,可支持ThreadX和AliOS Things实时操作系统。5、地理定位:支持集成式全球导航卫星系统(GNSS)定位,包括 GPS、北斗、格洛纳斯和伽利略。可使用GNSS/LTE共享天线或专用天线。6、基于硬件的安全:支持硬件可信根的安全启动、高通可信执行环境、硬件加密、存储和调试安全。7、LTE IoT软件开发包(SDK):该SDK预集成对多个云平台的支持,包括阿里云Link物联网套件、中国移动OneNET、深智云DTCloud、爱立信物联网加速器、机智云和Verizon ThingSpace等。

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多模多频,具备成本优势 

9205支持多模的特性,可以为客户创造很大价值。”马进武说,所谓“多模”,指的是一款芯片同时支持 eMTCNB-IoT EGPRS 等多种制式(关于三种制式的区分,科技行者曾在一篇文章《物联网技术趋势详解:多模LTE或将是一条康庄大道》中有详细介绍)。

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为何要在一款芯片集成多模多频?这将为终端厂商节省成本——简化产品设计和认证流程,加快商用产品上市时间。

首先,各个国家或区域有不同的制式要求,由此造成了多种制式组合,比如中国是NB-IoT,美国是Cat-M1,印度和欧洲是NB-IoT+GSM,澳大利亚则是Cat-M1+GSM。如果终端厂商使用的芯片只支持其中一种制式,它就需要设计不同的硬件和不同的模组,来应对不同的市场。而高通9205可以解决这一问题,厂商完成硬件设计以后,产品可以适用于全球市场,只要在软件设置中选择相应制式即可。 

其次,模组研发完成以后,生产只是第一步,后面有大量的认证工作(针对每个市场、每个运营商做认证,包括FCC认证、CE认证、CTA认证),这将耗费大量时间和金钱——一方面,有时对于一个模组的型号进行认证可能需要花费上百万美元,更别谈多个模组认证,成本将非常惊人;另一方面,每一个模组的型号都要走一遍认证流程。此外,在生产物料管理方面,不同模组需要配置不同的生产物料管理以及库存管理,都比较麻烦。“而高通9205 LTE调制解调器可以让客户大量节省这样的认证成本。”马进武说。 

同时,在网络建设初期,网络覆盖并不完善(比如中国,GSM网络覆盖很好,而NB-IoT在发展初期难免会有未覆盖到的区域),而多模多频有利于一个产品适用于不同的场景。 

此外,高通9205还支持从450MHz拓展至2.1GHz的更大射频,支持全球超过23个射频频段,因此,一个射频前端就可覆盖全球物联网所使用的所有中低频段,这样一来,厂商就不需要面向单独市场而新增其他频段支持。简言之,全球多模多频,就是让一款硬件支持全球多个射频频段,让产品面向全球。 

蜂窝技术,赋能海量物联网 

高通正积极助力整个物联网生态系统的发展。“作为全球无线领军企业,高通可以提供各类连接技术支持物联网,从5G4GWi-Fi、蓝牙以及电力线技术,高通拥有丰富的产品组合。”马进武说道,高通依托于在智能手机和移动领域深厚的技术积累,针对物联网产品打造了五个系列产品组合,分别是:移动SoC、应用SoCLTE SoC、连接SoC和蓝牙的SoC。目前,全球已经出货超过15亿部采用高通解决方案的物联网产品。

未来要实现万物互联,就需要众多异构连接技术,以满足不同场景和应用的需求。具体而言,近距离的连接可以使用蓝牙技术;智能家居连接,则可以考虑通过Wi-Fi来组网;如果范围再大一点,比如水表电表的数据上报和远程管理,可以通过蜂窝通信技术连接;范围再往上走,譬如远洋轮船上的货物跟踪,就需要融入GNSS技术…… 

马进武认为,物联网连接技术当中,蜂窝技术将在未来10年甚至更长时间发挥关键作用。蜂窝技术赋能的物联网应用场景包括:移动健康,智能公共设施(比如路灯),环境监测,工业物联网,数字化零售(比如无线扫码机),资产跟踪等。

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据高通观察,不同的物联网设备、应用和场景需要不同蜂窝连接技术来支持。蜂窝技术在物联网领域的发展当前有两种趋势:一种是往上走,不断增强性能,做到更快、更强;另一种是往下走,不断降低技术的功耗和成本。与此相对应,蜂窝技术在物联网领域的应用也是如此,好比金字塔结构。 

金字塔最顶层的物联网设备,对于速率和时延有非常高的要求,需要的复杂度也很高。譬如远程医疗。 

下一个层级的物联网设备,对速度的要求稍有下降,时延容忍度更高。比如智能手机视频观看,少量的缓冲和抖动是可以接受的;比如联网汽车,除了基本的联网外还可以提供一些ADAS辅助驾驶的功能;比如移动Wi-Fi,以及工业互联网等。 

继续往下走,就是数量巨大的广泛物联网用例,这类用例的特征包括低功耗、低成本和低复杂度,在这一层级需要引入Cat-M1Cat-NB1技术来支持。

当前,LTE IoT已经开始连接海量物联网,超过30个国家/地区已部署超过50张商用Cat-M1/Cat-NB1网络。其中,Cat-M1支持更高吞吐量、移动性的应用场景,包括可穿戴、功耗管理、语音(VoLTE)、联网医疗健康、物体追踪;而Cat-NB1适用的是更低成本、更大覆盖的场景,包括城市基础设施、公共事业计量、环境监测、智能楼宇等。

解析高通9205芯片:专为物联网量身定做,

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图:Cat-M1在美国和澳大利亚都已经正式商用。在中国,现在三大运营商都在进行Cat-M1的实验和前期技术评估。

LTE IoT技术也在持续演进,以满足未来海量物联网需求。LTERel-8开始持续演进。到Rel-13中开始引入Cat-M1Cat-NB1(与GSM相比较,Cat-M1Cat-NB1提供了复杂性和功耗更低、覆盖更广、密度和容量更高的连接)。现在到Rel-14Cat-M1的速率进一步增强到1MbpsCat-NB1也提高到100kbps;同时,Cat-M1 还实现了VoLTE语音速率的提高和质量优化。到Rel-16时,高通将在5G新空口的框架中为物联网提供一些新特性,包括基于免许可频段的 LTE IoT 技术,从某种程度看,这将加剧 NB-IoT LoRa 的良性竞争,促进整个产业的发展。 


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