支持LTE-M和NB物联网的高度集成通信模块
有许多可穿戴设备和物联网设备必须支持低功耗和远程互联。因此,需要选择低功耗广域网(LPWAN)技术进行连接。主流技术包括LTE-M和NB-IoT,其中LTE-M具有更高的数据速率,并支持移动和网络语音...
有许多可穿戴设备和物联网设备必须支持低功耗和远程互联。因此,需要选择低功耗广域网(LPWAN)技术进行连接。主流技术包括LTE-M和NB-IoT,其中LTE-M具有更高的数据速率,并支持移动和网络语音(VON)。本文将向您展示LTE-M、NB-IoT和村田介绍的1SC型模块的开发,以了解其技术发展和产品特点。
直接连接到4G网络,便于快速部署
LPWAN技术已经发展了很多年。LoRa和Sigfox是早期LPWAN的主流技术。然而,随着2016年第三代合作伙伴计划(3GPP)制定的LTE-M和NB-IoT 13个物联网标准的发布以及全球电信运营商的积极布局,LPWAN已经通过带内方式在现有LTE基站的基础上升级为NB-IoT和LTE-M网络,从而占据了LPWAN的主流技术地位。
上述LTE-M是LTE Cat-M1或长期演进(4G)类别M1的缩写。该技术主要用于物联网设备,可以直接连接到4G网络,无需网关,通常只需要电池即可运行。LTE-M可用于支持各种蜂窝设备和服务(尤其是机器对机器)以及物联网应用。目前,全球已有100多家运营商部署/启动了NB IoT或LTE-M网络。其中,LTE-M具有更高的数据速率,并支持移动性、漫游和VON服务。然而,与NB-IoT相比,LTE-M需要更多的带宽,并且不能放入NB-IoT等保护频带。
LTE-M具有较低的设备复杂度和扩展的覆盖范围,同时允许重用现有LTE基站。该技术可以使所连接设备在各种使用条件下的电池寿命至少为10年,并且与当前EGPRS调制解调器相比,调制解调器的成本降低了20-25%。
在所有主要移动设备、芯片组和模块制造商的支持下,LTE-M网络将与2G、3G和4G移动网络共存,并受益于移动网络的所有安全和隐私功能,例如支持用户身份保密、实体认证、数据完整性和移动设备识别。LTE-M网络的商业部署正在迅速进行。LTE-M技术可用于可穿戴设备,以监测个人位置和生命体征,以及智能货架、资产管理、物流、车队管理和其他需要低成本移动连接的应用案例。
高度集成的调制解调器,体积超小,使用寿命长
鉴于市场对LTE-M和NB物联网技术和应用的迫切需求,Murata推出了其1SC型模块,该模块是一种新型、紧凑、低成本的LTE-M模块,具有超小尺寸、长使用寿命,与蜂窝调制解调器集成,并支持LTE-M和NB物联网协议。新独立模块的尺寸仅为11.1 x 11.4 x 1.5 mm。它内置于银树脂屏蔽封装中,包括一个索尼ALT1250收发器,带有FEM模块和外部16 MB闪存。集成TCXO具有强大的低漂移热特性,可以为射频收发器提供精确的时钟源。
支持LTE-M和NB物联网技术的1SC型模块支持无GPS、低功耗的定期跟踪应用。小尺寸可应用于过去无法以蜂窝方式连接的可穿戴设备。它支持全球标准,并通过PTCRB/GCF认证,在物联网应用中与全球无线网络运营商提高了全球互操作性。它还支持专门为低电流消耗设计的eDRX和PSM协议,睡眠电流仅为1.5µA,电池寿命延长10年以上。它成本低,便于通用连接和部署。它支持HTTPS和MQTTS安全协议,并采用蜂窝网络在小区边缘和切换场景下平稳运行,非常适合小型电池供电的物联网设备和应用。
1SC型模块覆盖世界大部分地区,支持GPS/GNSS进行精确定位,支持集成SIM卡(可选)和通过LTE-M的VoLTE直接语音呼叫。它采用LGA封装,具有外部天线配置,支持UART主机接口,OTA固件升级,TX通电至+23dBm,输入电压为2.2-4.35 V,工作温度为-40℃-85℃,多频段(低频和中频),包括B5、B8、B12、B13、B14、B17、B18、B19、B20、B26、B28低频,以及B1、B2、B3、B4、B25和B66中频,并通过JATE/TELEC、FCC/IC、CE和GCF/PTCRB认证。1SC型模块也在AWS物联网核心上获得资格,可以轻松访问AWS云中的175多个服务。
评估委员会加速产品开发
为了加快制造商的产品开发,村田还提供了LBAD0XX1SC-EVK-TEMP评估板,可用于Type1SC模块的评估和应用开发工具包。配备Arduino屏蔽接口,可用于各种基于Arduino的MCU开发平台(如STM32 Nucleo-64板),包括2个迷你USB端口、NB IoT平板天线、1个微型SIM卡插槽、1个复位按钮和1个用于射频测试的SMA连接器,以及用于访问Type1SC IO引脚的焊盘。内置Arduino头连接器、支持3.3 V/5V IO的UART调制解调器控制接口和扩展头,可用于访问模块引脚和CN11跳线进行电流测量。
结论
Murata的1SC型模块是一个高度集成的小型LTE Cat M1和NB物联网调制解调器。它比最接近的竞争对手小约21%,可以支持覆盖世界大部分地区的多频段(低频段和中频段)。由于在单个调制解调器中有选项,因此对于计划支持两种模式的运营商来说特别方便,使最终客户能够在世界各地灵活切换模式。1SC型模块在市场上极具竞争力,是实现支持LTE-M和NB物联网技术的物联网应用的最佳选择。