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支持lte-m及nb-iot网络的高度集成通信模块

有许多穿戴装置、物联网装置必须支持低功耗、长距离互联,因此需要选择低功耗广域网(lpwan)技术来进行连结,其中的主流技术包括lte-m及nb-iot,其中lte-m则具有更高的数据速率,支持移动性和网络语音。本文将为您介绍lte-m及nb-iot的发展与村田制作所(murata)所推出的type 1sc模块,以了解其技术发展与产品特性。

 

lpwan技术经过了多年的发展,早期以lora及sigfox为lpwan的主流技术,但随着3gpp标准组织于2016年订定r13行动物联网标准lte-m及nb-iot,以及全球电信运营商的积极布局之下,利用现有lte基站为基础,通过频带内(in-band)的方式升级为nb-iot及lte-m网络,抢占了lpwan的主流技术地位。

其中谈到的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,无需网关即可直接连接到4g网络,而通常只需采用电池即可运作。lte-m可用于支持多种蜂窝设备和服务(特别是机器对机器)和物联网应用,目前全球已有超过100多个运营商部署/启动了nb-iot或lte-m网络。其中lte-m具有更高的数据速率,支持移动性、漫游和网络语音服务,但与nb-iot相比需要更多的带宽,并且无法放入nb-iot等保护频带。

lte-m具有较低的设备复杂性和扩展的覆盖范围,同时允许重用现有lte基站,该技术可以使连接的设备在各种使用情况下的电池寿命至少为10年,并且调制解调器的成本降低到当前egprs调制解调器的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,例如对用户身份机密性的支持、实体身份验证、数据完整性和移动设备标识,lte-m网络的商业布署正在快速进行中。lte-m技术可使用于穿戴设备监控个人的位置和生命体征,也可用于智能货架、资产管理、物流、车队管理和其他需要低成本移动连接的用例。

 

看到了市场对lte-m技术与应用的迫切需求,murata推出了type 1sc模块,type 1sc是超小型长运作寿命、集成蜂窝调制解调器,支持lte-m及nb-iot网络协议的新型、紧凑、低成本的lte-m模块。这款新型的独立模块尺寸仅为11.1 x 11.4 x 1.5 mm,采用银树脂屏蔽封装构建,并包括一个带fem模块和外部16 mb闪存的sony alt1250收发器,具有强大的低漂移热特性的集成tcxo,可为rf收发器提供了准确的时钟源。

支持lte-m及nb-iot技术的type 1sc模块可支持无gps、低功耗定期跟踪应用,小尺寸可应用于以往无法以蜂窝方式连接方式的可穿戴设备,支持全球性标准,通过ptcrb/gcf认证,改善了与全球无线网络运营商在iot应用方面的全球互操作性,支持专为低电流消耗而设计的edrx和psm协议,休眠电流仅为1.5µa,可将电池寿命延长至10年以上,成本低廉便于普遍连接部署,支持https和mqtts安全协议,采用蜂窝网络可在小区边缘和切换场景下平稳运行,非常适合电池供电的小型物联网设备和应用。

type 1sc模块的涵盖范围可支持全球大部分地区,支持gps/gnss用于精确定位,可集成sim(选配),支持volte直接通过lte-m传送语音呼叫,采用lga封装与外部天线配置,支持uart主机接口、ota固件升级,tx功率高达 23dbm,输入电压为2.2〜4.35 v,工作温度为-40℃~85℃,支持多频带(低频带和中频带),包括频段b5、b8、b12、b13、b14、b17、b18、b19、b20、b26、b28低频段,以及b1、b2、b3、b4、b25与b66(amazon web services, aws)中频带,并通过jate/telec、fcc/ic、ce、gcf/ptcrb认证。type 1sc模块还通过aws iot core认证,可轻松访问aws云中超过175种以上的服务。

 

为了加快厂商的产品开发速度,murata也推出lbad0xx1sc-evk-temp评估板,可用于type1sc模块的评估和应用开发套件,带有arduino屏蔽接口,可在各种基于arduino的mcu开发平台(例如stm32 nucleo-64板)上使用,包括2个mini-usb端口、nb-iot板状天线、1个micro sim插槽,1个重置按钮,和用于射频测试的sma连接器,以及用于访问type1sc io引脚的焊盘,内置arduino接头连接器,支持3.3v/5v io的uart调制解调器控制接口,具有扩展接头,可用于访问模块引脚,以及cn11跳线方便电流测量。

 

murata的type 1sc模块是超小、高度集成的lte cat m1及nb-iot调制解调器,比最接近的竞争对手少约21%的面积,可支持覆盖全球大部分地区的多频段(低频段和中频段),在单个调制解调器中提供选件,对于计划支持两种模式的运营商特别方便,使最终客户可以灵活地在全球范围内进行模式切换,极具市场竞争力,是实行支持lte-m技术物联网应用的最佳选择。

 

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