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低功耗廣域物聯網芯片切入市場

更新時間:2019-09-29 14:42:02點擊次數:190次

      物聯網通過通信技術將人與物、物與物進行連接,在如遠程抄表、環境監測、智能停車、位置追蹤等應用需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡單、支持大連接的物聯網,因此低功耗廣域物聯網應運而生。低功耗廣域網連接技術包括有lora、nb-iot以及sigfox等。據預計,這類物聯網數量將占到物聯網總連接數的60%。
 
      非蜂窩廣域物聯網芯片設計的挑戰在于,遠距離方面發射功率受到限制,100mw或50wm,需要廣泛適用性城市和農村信道環境,覆蓋范圍需要達到幾公里甚至幾十公里。低功耗方面,待機電流低,電池壽命長達10年,接收電流低,發射電流低。抗干擾性,470-510、779-787MHz各種是由業務應用非常擁擠混亂,且該頻段為觀點系統廣播業務頻率,會與廣播、衛星監控等造成大量互相干擾,難以實現廣域物聯網系統大規模部署應用。
 
      在給定的發射功率下,要提高傳輸距離,只能提高接收靈敏度,通過射頻的噪聲系數,降低NF,可以提高靈敏度,減小通信帶寬,以及解調信號與噪聲比,優化SNR來提高靈敏度。

      射頻soc噪聲系數的設計方面,典型的射頻前端低噪聲放大器的噪聲系數在1dB,如果設計正確,射頻soc的噪聲系數可以達到3-5dB,但是經過多少次流片才能達到3dB呢,因為有幾大原因影響著這個系數的實現。例如,來自其他模塊的噪聲嚴重干擾LNA,大部分代工廠的模型不準,版圖的寄生效應無法準確仿真,on-chip電感無法實現high-Q,工藝偏差達到+-15%,電源和襯底的噪聲無法隔離。
 
      通過降低帶寬提高接收靈敏度,例如1KHz帶寬,噪聲系數是4dB,那么對于晶圓代工工藝的要求非常高,任何偏移都將影響性能。另一個提高接收靈敏度的方式通過降低SNR值,如果SNR為-20dB,需要信號低于噪聲100倍解調出來。
 
      基于解決以上這些問題,技術優化的芯片架構需要實現超低功耗,融合多維信號調制技術,提高傳輸速率,全新設計傳輸符號結構,解決頻率不連續對射頻的影響,增強性信號編碼技術,提高傳輸靈敏度。

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