《电子技术应用》

如何选好NB-IoT模块?

2018/10/11 20:50:08

  NB-IoT 物联网芯片是基于NB-IoT 技术实现万物互联的基石,物联网模组是承载千差万别的行业应用连通网络的入口,如何从NB-IOT物联网芯片角度出发甄别适合您的方案平台呢?

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  ZLG致远电子重磅推出NB-IoT模块!

  NB-IoT技术具有广覆盖、低功耗、低成本、大连接等优点,在智能家居、智慧城市、环境检控、工农业生产等各行业快速普及。NB-IoT超低的电量消耗、超强的联网性能、及时的业务传输是NB-IoT物联网芯片和模组的关键能力,今天我们就从NB-IoT物联网芯片出发甄别适合您的方案平台。

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  图1 NB-IoT主要特点优势

  随着NB-IoT的发展,包含芯片,模组一系列产业链发展迅速,我们首先通过一个表格盘点国内外大部分NB-IoT芯片模组及相关特点。

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  毕竟NB-IoT产业发展仍处于一个供给推动为主的阶段,芯片厂商虽然表示都会积极跟进、布局IoT。但目前各家厂商的芯片性能和价格还存在差距,市场流通型号多为主流厂商。

  在2018年6月份中国移动发布的《中国移动2018年智能硬件质量报告》以及9月份中国电信广东研究院终端研发中心副总经理程贵锋代表中国电信移动终端研究测试中心,发布的《中国电信2018终端洞察报告》中对市面主流芯片和部分模组进行评测。【以下部分图片来源于上述报告】

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  图2 中国移动评测结果

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  图3 中国电信评测结果

  两家评测性能特性主要都是围绕NB-IoT的核心优势,也是我们用户及其关心和市场应用痛点。

  一、功耗测试

  超低功耗是电池供电的物联网终端能长时间工作的关键。中国移动采用了评测每小时一次数据(200字节)传输和一次TAU(Tracking Area Update,位置区更新)、24小时一次数据(200字节)传输和一次TAU两种业务模型下,模组在24小时的累计功耗。

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  图4 移动评测模块功耗情况

  电信采用测试模型为200字节/次/天进行功耗测试,测试结果如下。

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  图5 电信异款芯片续航评测情况

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  图6 电信同款芯片续航评测情况

  l联发科技MT2625平台功耗测试均最优;

  l海思Boudica150芯片平台相对Boudica120的功耗性能优化显著;

  l高通MDM9206平台由于支持三模,其功耗高于单模模组;

  l中兴微RoseFinch7100平台在PSM状态下功耗持续领先,仅为0.006mW;

  在空闲和连接态下,联发科技MT2625平台表现优秀。

  二、业务延时

  物联网芯片和模组的快速数据传输能力,是物联网终端低业务时延的关键。主要是评测在不同信号覆盖场景下,各模组业务传输的平均时延特性。

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  图7 移动针对NB-IoT模块业务时延性测试

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  图8 电信针对NB-IoT模块业务时延性测试

  从移动和电信评测结果可看出中兴微RoseFinch7100平台在中等覆盖和极限覆盖下,对每次20字节数据传输和每次200字节数据传输两种业务模型,传输时延特性相对领先。

  三、极限接入性能

  极限接入能力,是物联网终端在井下、远离基站的区域、地下室等应用场景和网络畅通互联的关键。在基站发射功率一定的情况下,终端能在越弱的信号下接入网络并实现业务交互,表征终端可接收传输距离更远、经过更大路径损耗的基站信号,等效更广的下行网络覆盖。

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  图9 移动针对NB-IoT模块极限接入性能测试

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  图10 电信针对NB-IoT模块极限接入性能测试

  极限接入性能均满足或优于最大耦合损耗(MaximumCoupling Loss,基站天线端口到终端天线端口的路径损耗)为164dB(对应N-RSRP为-132dBm)的增强覆盖要求,最优在N-RSRP为-134dBm(SINR为-7dB左右)下能和网络保持通信。

  根据资料显示,中兴微RoseFinch 7100为单芯片设计,基于中芯国际超低功耗射频嵌入式闪存(55nm ULP RF eFlash)工艺平台制造,集成了知名IP厂商CEVA去年针对物联网市场推出的高性能内核,以及中天微系统的32位高性能低功耗嵌入式CPU。

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  ZLG致远电子作为中兴微电子在工业互联网领域的战略合作伙伴,基于RoseFinch 7100推出ZM7100 NB-IoT标准通信模块,支持基于签名的验证机制,为模块安全打好基础,目前已经支持接入中国移动OneNET云、中国电信天翼云、阿里云等公有云平台,同时还支持接入例如ZLG致远电子ZWS IoT云等私有云平台。

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