Entwurf drahtloser IoT-Anwendungen für die aufkommenden neuen Netze – LTE und NB-IoT

Colin Newman CEO von Antenova Ltd

Wie immer freut sich die Telekommunikationsbranche auf die nächste Technologiegeneration. Wir sehen bereits, wie First-Mover-Unternehmen damit beginnen, IoT-Lösungen für die LTE- und NB-IoT-Netzwerke zu entwickeln, sagt Colin Newman, CEO von Antenova Ltd .

Diese Netzwerke bieten großartige Geschäftsmöglichkeiten, aber Unternehmen, die IoT- oder M2M-Geräte für diese neuen Standards entwickeln, müssen möglicherweise ihren Ansatz beim Produktdesign ändern, je nachdem, mit welchem ​​Netzwerk sie arbeiten möchten.

4G- oder LTE-Netze versprechen, das Internet für Nutzer mit mobilen Geräten schneller und zugänglicher zu machen. LTE ist für große Datenmengen ausgelegt und beschleunigt Anwendungen, die Video oder Multimedia verwenden. Es ist ideal für die CCTV-Überwachung entfernter Standorte, neuer Broadcast- und Videoanwendungen und mobiler Spiele.

Andererseits werden die NB-IoT-Netzwerke sehr unterschiedlichen Anforderungen gerecht. Der NB-IoT-Netzwerkstandard wurde entwickelt, um kostengünstige Verbindungen für eine große Anzahl von Geräten mit einfacheren, kleineren Datenanforderungen bereitzustellen, und erfüllt sehr unterschiedliche Anforderungen – er hat ein größeres Link-Budget, aber eine kleine Bandbreite, sodass er eine bessere Übertragungsmethode bietet große Anzahl kleiner seltener Nachrichten.

Es ist sicher und sollte ausreichend erschwinglich sein, um noch nie zuvor verbundene Geräte anzuschließen, und sein großer Vorteil ist die Möglichkeit, eine einzige Batterie zu entladen, die bis zu zehn Jahre halten kann. NB-IoT basiert auf LTE-Netzen, sodass die Infrastruktur bereits vorhanden ist und wir beginnen, NB-IoT-Piloten in Großbritannien und Europa zu sehen, in denen die Netze für Smart-City-Anwendungen wie intelligentes Parken, intelligentes Wassermanagement, Sensoren, Überwachung und Verfolgung.

Jedes drahtlose Gerät ist nur so gut wie die Leistung seiner Antenne. Wenn die Antenne nicht gut in das Gerät integriert ist, leidet die Leistung. Daher ist die Erzielung einer drahtlosen Leistung unabhängig vom Netzwerk immer die erste Herausforderung.

Es ist die Antenne, die das Netzwerk berührt. Daher muss der Designansatz möglicherweise um die Antenne herum geändert werden, und viele Faktoren in der Umgebung können die Leistung einer Antenne beeinflussen. Metall kann Reflexionen verursachen, und Teile des menschlichen Körpers wie Finger können dazu führen, dass sich eine Antenne verstimmt und der Akku entladen wird.

Mehrere Antennen können einen Kopplungseffekt haben, der die Leistungsabgabe einer Antenne reduzieren kann, daher muss dieser Effekt minimiert werden, wenn sich mehr als eine Antenne in unmittelbarer Nähe befindet. Die Nähe zum menschlichen Körper kann sich ebenfalls auf eine Antenne auswirken. Daher ist es gut, Tests mit einer Phantomhand oder einem Phantomkopf durchzuführen, um zu sehen, wie gut die Antenne auf eine Person abstrahlt. Beide Arten von Tests können in einer reflexionsarmen Kammer durchgeführt werden.

Bei LTE und NB-IoT müssen jedoch auch einige neue Faktoren berücksichtigt werden.

LTE-Antennen sind wohl am schwierigsten in Geräte zu integrieren. Bei LTE teilt das Netzwerk jedem Benutzer die Bandbreite auf definierte Weise zu. Daher ist es wichtig, dass jedes Gerät den Regeln des Netzwerks entspricht, und dies ist streng reguliert. Dies bedeutet, dass die Entwicklung eines Produkts für LTE nicht einfach ist.

Jedes Produkt, das in den LTE-Netzen betrieben werden soll, muss über ein zertifiziertes Design und eine Netzzulassung der Betreiber verfügen, und in Nordamerika sind die Vorschriften noch strenger. Abgesehen von der Arbeit zur Perfektionierung eines Designs können die Kosten für die Erlangung einer LTE-Zertifizierung hoch sein, daher ist es wichtig, die Zertifizierung beim ersten Versuch zu erreichen.

Bei NB-IoT ist es wichtig, die Antenne so zu platzieren, dass die Batterie nicht verbraucht wird.

Angesichts des schnell wachsenden Marktes für drahtlose Geräte glauben wir, dass Designer viel erfahrener darin werden werden, ihren Designs Antennen hinzuzufügen. Unser Unternehmen ist führend, wenn es darum geht, Produktdesignern die Integration von Antennen so einfach und zugänglich wie möglich zu machen, und wir bieten auf unserer Website einige kostenlose Tools an, die ihnen dabei helfen.

Sie befassen sich mit den frühen Stadien des Designprozesses, der Auswahl der am besten geeigneten Antenne und der Entscheidung über deren Position im Verhältnis zur Größe und Form der Leiterplatte. Wenn ein Design fertiggestellt ist, kann Antenova es veranlassen, es testen zu lassen und die wichtigen Netzwerkzertifizierungen zu erhalten. Viele Unternehmen haben ihr Design bereits gebaut, wenn sie uns kontaktieren, aber unser Rat ist immer, die Integration der Antenne gleich zu Beginn des Designprozesses anzusprechen.

Der Autor dieses Blogs ist Colin Newman, CEO von Antenova Ltd.