標(biāo)準(zhǔn)化可能是全球創(chuàng)新面臨的一大挑戰(zhàn)。我們需要等待不同地區(qū)的頻段分配，等待技術(shù)獲得使用認(rèn)可，以及等待許可分配，這些因素都可能延遲新應(yīng)用的推出，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的移動(dòng)電話技術(shù)運(yùn)用就是明證。

雖然我們?cè)O(shè)立了中心標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)3GPP，但關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的最新窄頻LTE(NB-LTE)技術(shù)一直緩慢發(fā)展。5G的發(fā)展前景甚至面臨著更大挑戰(zhàn)，因?yàn)?G與Wi-Fi共同占用了高速通道。

相反，無(wú)需授權(quán)的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療(ISM)頻段提供了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)將無(wú)線技術(shù)用于物聯(lián)網(wǎng)。2.4GHz頻段尤其廣泛用于無(wú)線鏈路，因?yàn)橛写罅靠捎玫募夹g(shù)，而且無(wú)需獲得全球許可。Wi-Fi、藍(lán)牙和ZigBee都在此頻段內(nèi)工作，但相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)為IEEE 802.11，ZigBee和L4PAN的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)為IEEE 802.15.4，藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)為藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟)之間的協(xié)作有限，這也為我們帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Machina Research預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)連接裝置的總數(shù)量將從2015年的60億個(gè)增長(zhǎng)至2025年的270億個(gè)——年增長(zhǎng)率高達(dá)16%。其中絕大多數(shù)連接(71%)是短程2.4GHz頻段連接，例如Wi-Fi和ZigBee，這預(yù)示著該頻帶必定變得更加擁擠。

Nordic Semiconductor希望支持未來(lái)的3GPP版本13 LTE-M和NB-IoT蜂窩技術(shù)。nRF91系列(計(jì)劃在2018年發(fā)布)旨在滿足新興低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求，它具有諸多優(yōu)點(diǎn)，包括電池續(xù)航力長(zhǎng)、部署和維護(hù)成本低，可擴(kuò)展至容納數(shù)十億臺(tái)設(shè)備，幾乎適合在任何地方使用的小外形，以及無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

LTE-M和NB-IoT旨在提供安全、可靠、開(kāi)放的未來(lái)的低功耗標(biāo)準(zhǔn)，并為成本、尺寸、功率受限的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供可互操作的蜂窩連接。這兩種技術(shù)必將促進(jìn)新興蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的擴(kuò)展和增長(zhǎng)，預(yù)期將在2021年提供超過(guò)15億個(gè)連接。Nordic預(yù)測(cè)這些技術(shù)將在2018~2019年間實(shí)現(xiàn)廣泛覆蓋，初始覆蓋從2017年開(kāi)始。

隨著越來(lái)越多的蜂窩設(shè)備投入使用，以及ISM頻段中物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的迅猛增加，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)更新了關(guān)于兩個(gè)GHz頻段使用的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于在歐洲銷(xiāo)售設(shè)備的制造商而言，這些標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性的，已在2016年11月生效。

這兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)分別為涵蓋2.4GHz頻段的ETSI EN300 328版本1.9.1和涵蓋5GHz ISM頻段的ETSI EN300 893版本1.8.1，后者也被802.11a使用。這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙所用的基于通道的擴(kuò)頻(DSSS和 FHSS)技術(shù)，可確保無(wú)線電鏈路在擁擠的無(wú)線電環(huán)境中能夠協(xié)同工作。不過(guò)，它不包含多個(gè)頻段中傳輸數(shù)據(jù)使用的超寬帶技術(shù)(UWB)。

涵蓋CE標(biāo)志認(rèn)證的歐洲指令有：關(guān)于人員暴露于電磁場(chǎng)的EN 50371標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)于電磁兼容性(EMC)的EN 301 489標(biāo)準(zhǔn)，以及EN 300 328標(biāo)準(zhǔn)。版本1.8.1未將低功耗藍(lán)牙(BLE)分類(lèi)為FHSS，而是在第4.2.1節(jié)將其列為“其他類(lèi)型的寬帶調(diào)變”，并在第4.3.2節(jié)中定義了測(cè)試要求。但是在版本1.9.1中，這一點(diǎn)與其他2.4GHz技術(shù)保持一致。

從GPS到GLONASS和Galileo，新版本的標(biāo)準(zhǔn)還涵蓋了衛(wèi)星定位技術(shù)的使用，因?yàn)橛懈辔锫?lián)網(wǎng)標(biāo)簽在卡車(chē)、貨盤(pán)和高價(jià)值產(chǎn)品上使用，其中包括了地理定位信息。當(dāng)這些技術(shù)在1.6GHz頻段中工作時(shí)，可能產(chǎn)生干擾效應(yīng)，因此必須展示所有這些技術(shù)的共存能夠達(dá)到歐洲認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，這是設(shè)計(jì)交付的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

德國(guó)測(cè)試機(jī)構(gòu)TUV SUD一直在評(píng)估版本1.8.1和版本1.9.1標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，如果產(chǎn)品符合版本1.8.1，則在過(guò)渡到版本1.9.1時(shí)就不需要重新測(cè)試。

但是，如果支持地理定位功能，則制造商需要提供新聲明，但不需要額外測(cè)試。如果將版本1.8.1測(cè)試結(jié)果用于版本1.9.1，則需要在TCF檔中考慮到這一因素。

證明藍(lán)牙等跳頻標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性可能比較困難。新標(biāo)準(zhǔn)允許制造商提供“累積傳輸時(shí)間和頻率占用”的統(tǒng)計(jì)分析，這將有助于減少制造商的測(cè)試時(shí)間和成本。

新版本標(biāo)準(zhǔn)與下一代藍(lán)牙版本 5.0 在同一時(shí)間發(fā)布，后者旨在讓藍(lán)牙技術(shù)更加適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。更大的范圍提供了更加穩(wěn)健可靠的物聯(lián)網(wǎng)連接，更高的速度則讓系統(tǒng)的響應(yīng)更加靈敏;更大的廣播容量會(huì)推動(dòng)下一代“無(wú)縫連接”服務(wù)，例如信標(biāo)、定位相關(guān)信息和導(dǎo)航。

支持藍(lán)牙5.0的硅組件于2016年底上市，為模塊制造商提供了將新藍(lán)牙技術(shù)添加至設(shè)計(jì)的認(rèn)證方法。這些必須透過(guò)EN300 328 1.9.1版的認(rèn)證流程才能完成。

該流程的一大重要變化是EN300 328 1.9.1版不再提及R和Q值，因此模塊和系統(tǒng)制造商無(wú)需聯(lián)系芯片組供貨商來(lái)獲取相關(guān)信息。同時(shí)，制造商能夠提供的最小空閑通道評(píng)估(CCA)值已從20μs減少至18μs，從而能夠使用更多通道。這樣一來(lái)將緩解頻段的擁擠，讓更多設(shè)備有效工作，并且降低功耗。接收器阻塞要求也從-30dBm降低至-35dBm，有助于提高頻譜效率。

新版本標(biāo)準(zhǔn)還經(jīng)過(guò)調(diào)整，刪除了一些已被證明不相關(guān)的因素。例如，它不再要求在極端溫度下進(jìn)行頻段外頻率中的測(cè)試，從而減少了測(cè)試時(shí)間和成本。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的其他更改包括一些澄清說(shuō)明和額外措辭，目的是在模塊制造商的測(cè)試過(guò)程中，為制造商和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室提供協(xié)助。另外，TI等芯片制造商還為客戶提供了更快速的認(rèn)證流程，以便將包含固件的芯片和高階軟件直接設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中。模塊制造商可以利用這個(gè)流程，加快預(yù)先認(rèn)證模塊，讓客戶能夠?qū)⒛K應(yīng)用于設(shè)計(jì)中。

要將無(wú)線產(chǎn)品推向市場(chǎng)，需要一系列的鑒定和審核，包括測(cè)試和書(shū)面工作，對(duì)于不熟悉這個(gè)流程的制造商而言，這些工作可能相對(duì)比較復(fù)雜。根據(jù)無(wú)線和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的認(rèn)證無(wú)法在芯片上實(shí)現(xiàn)，因此這項(xiàng)工作就落到Laird Technologies和Taiyo Yuden等模塊制造商身上，他們要負(fù)責(zé)確保模塊符合EN標(biāo)準(zhǔn)，而模塊制造商則必須依賴于如TI、NXP和Nordic Semiconductor之類(lèi)公司提供的組件核心性能。

總結(jié)

關(guān)于工業(yè)和企業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展造成我們?cè)趯徍撕驼J(rèn)證流程上花費(fèi)了更多的精力。2.4GHz和5GHz ISM頻段的技術(shù)主導(dǎo)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們必須確保物聯(lián)網(wǎng)能夠高效運(yùn) 行且不影響其他系統(tǒng)，這對(duì)于我們應(yīng)對(duì)新興物聯(lián)網(wǎng)蜂窩標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)是至關(guān)重要的。

ETSI EN標(biāo)準(zhǔn)的更改已在2016年11月生效，旨在進(jìn)一步改進(jìn)認(rèn)證流程，降低模塊和系統(tǒng)制造商的負(fù)擔(dān)和成本，同時(shí)改進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)中所有設(shè)備的性能。