Conception d'applications IoT sans fil pour les nouveaux réseaux émergents – LTE et NB-IoT

Colin Newman PDG d'Antenova Ltd

Comme toujours, l'industrie des télécommunications attend avec impatience la prochaine génération de technologies. Nous voyons déjà les premières entreprises commencer à créer des solutions IoT pour les réseaux LTE et NB-IoT, déclare Colin Newman, PDG de Antenova Ltd .

Ces réseaux offrent d'excellentes opportunités commerciales, mais les entreprises qui conçoivent des appareils IoT ou M2M pour ces nouvelles normes peuvent devoir modifier leur approche de la conception de produits, en fonction du réseau avec lequel elles choisissent de travailler.

Les réseaux 4G ou LTE promettent de rendre Internet plus rapide et plus accessible aux utilisateurs d'appareils mobiles. LTE est conçu pour de grandes quantités de données et accélérera les applications qui utilisent la vidéo ou le multimédia. Il sera idéal pour la vidéosurveillance de sites distants, les nouvelles applications de diffusion et de vidéo et les jeux mobiles.

En revanche, les réseaux NB-IoT répondront à des besoins très différents. La norme de réseau NB-IoT a été créée pour fournir des connexions à faible coût pour un grand nombre d'appareils avec des exigences de données plus simples et plus petites, et répond à des exigences très différentes - elle a un budget de liaison plus important mais une bande passante réduite, elle offre donc un meilleur moyen de transmettre un grand nombre de petits messages peu fréquents.

Il est sécurisé et devrait être suffisamment abordable pour connecter des appareils qui n'ont jamais été connectés auparavant, et son grand avantage est la possibilité de fonctionner avec une seule batterie qui peut durer jusqu'à dix ans. NB-IoT est basé sur des réseaux LTE, donc l'infrastructure est déjà en place et nous commençons à voir des pilotes NB-IoT au Royaume-Uni et en Europe où les réseaux seront utiles pour les applications de ville intelligente telles que le stationnement intelligent, la gestion intelligente de l'eau, capteurs, surveillance et suivi.

Tout appareil sans fil est aussi bon que les performances de son antenne. Si l'antenne n'est pas bien intégrée à l'appareil, les performances en souffriront, donc atteindre des performances sans fil est toujours le premier défi, quel que soit le réseau.

C'est l'antenne qui touche le réseau, c'est donc autour de l'antenne que l'approche de conception devra peut-être changer, et de nombreux facteurs environnementaux peuvent affecter les performances d'une antenne. Le métal peut provoquer des reflets, et des parties du corps humain telles que les doigts peuvent provoquer le désaccord d'une antenne et épuiser la batterie.

Plusieurs antennes peuvent avoir un effet de couplage qui peut réduire la puissance de sortie d'une antenne. Cet effet doit donc être minimisé lorsqu'il y a plus d'une antenne à proximité. Être proche du corps humain peut également affecter une antenne, il est donc bon d'effectuer des tests à l'aide d'une main ou d'une tête fantôme pour voir dans quelle mesure l'antenne rayonnera sur une personne. Les deux types de tests peuvent être effectués dans une chambre anéchoïque.

Cependant, avec le LTE et le NB-IoT, de nouveaux facteurs doivent également être pris en compte.

Les antennes LTE sont probablement les plus difficiles à intégrer dans les appareils. Avec LTE, le réseau répartit la bande passante à chaque utilisateur d'une manière définie, il est donc essentiel que chaque appareil se conforme aux règles du réseau, et cela est strictement réglementé. Cela signifie que la conception d'un produit pour LTE n'est pas simple.

Chaque produit qui fonctionnera sur les réseaux LTE doit avoir une conception certifiée et une approbation de réseau des opérateurs, et les réglementations sont encore plus strictes en Amérique du Nord. Outre le travail nécessaire pour perfectionner une conception, le coût d'obtention de la certification LTE peut être élevé, il est donc essentiel d'obtenir la certification du premier coup.

Avec NB-IoT, une considération clé est de savoir comment placer l'antenne de sorte qu'elle n'épuise pas la durée de vie de la batterie, donc avec les réseaux NB-IoT, il est important de prendre grand soin de permettre à l'antenne de rayonner de la manière la plus efficace.

Avec la croissance rapide du marché des appareils sans fil, nous pensons que les concepteurs deviendront beaucoup plus experts dans l'ajout d'antennes à leurs conceptions. Notre société ouvre la voie en rendant l'intégration d'antennes aussi simple et accessible que possible pour les concepteurs de produits, et nous proposons des outils gratuits sur notre site Web pour les aider dans cette tâche.

Ils abordent les premières étapes du processus de conception, en sélectionnant l'antenne la plus appropriée et en décidant de sa position par rapport à la taille et à la forme du PCB. Lorsqu'une conception est terminée, Antenova peut prendre des dispositions pour la faire tester et obtenir les certifications réseau vitales. De nombreuses entreprises ont déjà construit leur conception lorsqu'elles nous contactent, mais notre conseil est toujours d'aborder l'intégration de l'antenne dès le début du processus de conception.

L'auteur de ce blog est Colin Newman PDG d'Antenova Ltd