物聯網催生無線技術新標準
eettaiwan
摘要： 著眼于物聯網(Internet of Things，IoT)的發展前景，業界正致力于研究從無線充電到毫米波雷達等一切應用的各種新興無線技術；根據比利時微電子研究中心(IMEC)的研究人員們表示，目前的最新任務就涉及了其中的幾項連網標準。
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著眼于物聯網(Internet of Things，IoT)的發展前景，業界正致力于研究從無線充電到毫米波雷達等一切應用的各種新興無線技術；根據比利時微電子研究中心(IMEC)的研究人員們表示，目前的最新任務就涉及了其中的幾項連網標準。
新的802.11ah標準用于1km范圍內執行超過900MHz的低功率Wi-Fi，是最被看好的新式無線電。「我們認為這項新標準是 IoT 應用于具有 Wi-Fi路由器的智慧家庭與建筑物時的最佳選擇，」在Holst Center主導一項超低功耗無線研究計劃的負責人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，因為它將采用現有的基礎架構進行通訊，解決互通性的問題。」
Philips的團隊正在設計一款新的.11ah晶片，目標是能夠以12mW峰值功耗與5mW接收器功耗，達到在1km范圍內傳送100kbit/s的距離。「由于這有希望成為新的大眾市場，供應商將可在成本、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，期望用于取代需要線圈緊密耦合的感應充電技術。新的遠場 RF 無線充電技術是專門針對無法輕易移動以配合感應技術、也無法取得其他能源的 IoT 裝置而設計。
「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一種功耗為5.1mW的無線個人區域網路，它具有-95dBm的靈敏度，可支援Bluetooth4.0 、IEEE802.15.4 與Zigbee協議。此外，該團隊也致力于一種專為智慧建筑打造的無線技術，該技術在接收模式時的接收功耗為4mW，具有-120dBM的靈敏度，以及支援多種協議。
研究人員們看好毫米波無線技術將帶來廣泛的大量應用。
在高階領域，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用，從汽車雷達到5G無線鏈路。
IMEC在今年初發布其于79GHz雷達收發器的研究進展，采用28nmCMOS制程的79GHz雷達收發器當時可實現超過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無線研究小組科學總監Liesbet Van der Perre表示，這種毫米波設計將從大規模MIMO天線的新進展中受益。她預期有2020個基地臺可利用該技術以1.17Gbit/s
提供回程網路連接，而功耗約90W。相較于目前的基地臺在270Mbit/s時的功耗約700W，這一技術已大幅進展。
IMEC正主導一項與歐盟(EU)合作的研究計劃，旨在為大規模 MIMO 所用的演算法、DSP與射頻開發核心技術。「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 技術將整合過去在基頻、收發器以及頻率可調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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