本文著眼于2.4 GHz頻段的歐洲物聯網設備無線標準（EN 300 328 V1.9.1）的協調，考慮到2.4 GHz與其他蜂窩頻段（如LTE-M和窄帶LTE）的背景。新標準于2016年11月生效，本文探討了物聯網設備開發人員的這種影響

標準化如何成為全球創新的挑戰。等待在不同地區分配頻段，批準使用的技術和分配許可證可以減緩新應用的推出。對于物聯網（IoT）使用移動電話技術肯定是這種情況。雖然有一個中央標準組織，3GPP，物聯網的最新窄帶LTE（LTE-NB）技術的發展一直很慢。 5G的前景更具挑戰性，因為4G與高速通道中的Wi-Fi相結合。

相比之下，未經調節的ISM（工業，科學和醫療）頻段為無線技術提供了一種簡便的方法。用于物聯網。 2.4 GHz頻段特別適用于無線鏈路，無需全球認證即可使用各種技術。 Wi-Fi，藍牙和ZigBee都在這個頻段運行，這已經帶來了一些挑戰。雖然每個都有自己的標準組織 - 用于Wi-Fi的IEEE802.11，用于ZigBee和L4PAN的IEEE802.15.4以及用于藍牙的藍牙特別興趣組，但各組之間的協作有限。

市場研究人員Machina研究預測，物聯網連接總數將從2015年的60億增長到2025年的270億，每年增長16％。絕大多數這些連接（71％）是短距離，2.4 GHz鏈路，如Wi-Fi和ZigBee，突出顯示頻段如何變得更加擁擠。

越來越多地使用一家領先的藍牙芯片設計師并未遺漏蜂窩技術。 Nordic Semiconductor希望支持即將推出的3GPP Release 13 LTE-M和NB-IoT蜂窩技術。 nRF91系列（計劃于2018年發布）專為滿足新興低功耗蜂窩物聯網應用的需求而設計，包括長電池壽命，低成本部署和維護，可能數十億設備的可擴展性，以及可實現小型化的外形尺寸幾乎適用于任何地方，以及無處不在的網絡覆蓋。

LTE-M和NB-IoT旨在提供低功耗，安全，可靠，面向未來的開放式標準和可互操作的蜂窩連接，以實現成本，尺寸和功率受限的物聯網應用。這兩項技術將推動新興蜂窩物聯網市場的廣度和增長，預計到2021年將超過15億個連接.Nordic預計2018 - 2019年期間將對這些技術進行廣泛覆蓋，初始覆蓋范圍將從2017年開始。

“我們的超低功耗無線DNA與芬蘭獨特的蜂窩專業技術相結合，使Nordic在推動和推動低功耗蜂窩物聯網市場方面處于強勢地位，”Nordic Semiconductor首席執行官Svenn-Tore Larsen表示。 。 “對我們而言，這個路線圖是通過為我們的技術，持續的組織和研發投資提供規模，將Nordic Semiconductor作為一家公司提升到新的水平。”

圖1：萊爾德科技使用Nordic Semiconductor的芯片作為其藍牙模塊。

“我們相信蜂窩物聯網市場仍處于起步階段，新的低功耗LTE技術北歐半導體公司產品管理總監Thomas Embla Bonnerud表示，變種將在許多方面推動巨大的增長曲線，類似于藍牙低功耗對短距離無線的影響。 “未來幾年，與今天的市場相比，這個市場看起來會非常不同。這就是Nordic Semiconductor nRF91系列的全部內容：為新的和不同的市場提供全新的不同解決方案。“

隨著更多蜂窩設備的使用以及ISM頻段中IoT節點使用的爆炸式增長，歐洲電信標準協會（ETSI）已更新其使用2 GHz頻段標準的標準。這些對于歐洲的任何制造商運輸設備都是強制性的，并將于2016年11月生效。

目的是協調樂隊內設備的活動，這對于即將到來的新技術更為重要以及在頻段內運行的無線物聯網節點數量激增。

兩個新標準是覆蓋2.4 GHz頻段的ETSI EN 300 328 v1.9.1和用于802.11a也使用的5 GHz ISM頻段的ETSI EN 300 893 v1.8.1。這些技術涵蓋了Wi-Fi，ZigBee和藍牙使用的基于信道的跳頻擴頻（FHSS）技術，以確保無線電鏈路可以在如此擁擠的無線電環境中協同工作。它不包括將數據分布在多個頻段的超寬帶技術（UWB）。

涵蓋CE標志認證的歐洲指令包括符合人體暴露于電磁場的EN 50371標準，電磁兼容性EN 301 489和EN 300 328.版本1.8.1未對藍牙進行分類能量（BLE）作為FHSS，而在第4.2.1節中將其列為“其他類型的寬帶調制”，測試要求在第2節中定義。 4.3.2。轉向1.9.1使其與其他2.4 GHz技術保持一致。

圖2：德州儀器藍牙審批流程。

標準的新修訂版還包括使用衛星定位技術GPS到GLONASS和Galileo隨著更多物聯網標簽在卡車，托盤或高價值產品上移動，并包括地理定位信息。雖然它們的工作頻率為1.6 GHz，但可能會產生干擾效應，并證明所有這些技術的共存是歐洲認證的一個關鍵部分。

德國測試機構TüV南德意志集團正在評估這些差異標準的v1.8.1和v1.9.1之間以及它如何符合當前的設備認證，例如是否需要重新測試。

如果產品符合1.8.1版本，然后在轉到1.9.1時不需要重新測試。公司可以簡單地更新其技術構造文件（TCF），詳細說明版本1.9.1中的更改不會影響其產品的合規性，因此可以假定符合1.9.1版。然后可以將符合性聲明（DoC）更新為V1.9.1。

但是，如果支持地理位置功能，制造商需要新的聲明，但不需要進行額外的測試。如果使用V1.9.1的V1.8.1測試結果，則需要將其考慮在TCF中。

當信號在信道之間跳躍時，證明諸如藍牙之類的跳頻標準的合規性可能是困難的。新標準允許制造商提供“累計傳輸時間和頻率占用”的統計分析（條款5.3.4），這將有助于減少制造商的測試時間和成本。

新版本該標準是下一代藍牙5.0版，計劃在同一時間尺度。這旨在使藍牙技術更適用于物聯網應用。增加的范圍將提供更強大，可靠的連接，而更高的速度將使系統更具響應性。增加的廣播容量將推動下一代“無連接”服務，如信標和位置相關信息和導航。

藍牙技術有限公司執行董事馬克鮑威爾說：“藍牙5將改變人們體驗物聯網的方式，使其成為一種簡單而無縫的環境。” “增加操作范圍將實現與遠遠超出典型家庭墻壁的物聯網設備的連接，同時提高速度支持更快的數據傳輸和設備的軟件更新。現在，由于能夠廣播更豐富的信息，藍牙5將使信標，位置感知和其他無連接服務成為輕松無縫的物聯網體驗的更重要部分。“

硅設備支持藍牙5.0的產品將于2016年底和2017年上市，以便模塊制造商能夠提供經過認證的方式將技術添加到設計中。這些必須通過EN 300 328 V1.9.1過程。

該過程的一個關鍵變化是EN 300 328 V1.9.1不再引用'R'和'Q'的值，因此模塊和系統制造商不需要聯系芯片組供應商這個信息。同時，制造商可以聲明的最小清除信道評估（CCA）值已從20μs減少到18μs，這將允許使用更多信道。這將減少頻段中的擁塞，并允許更多設備有效地工作并且功耗更低。接收器阻塞要求也從-30 dBm降低到-35 dBm（條款5.3.7），以幫助提高頻譜效率。

該標準也已經過調整，以刪除一些已被證明是無關。例如，不再需要在帶外頻率的極端溫度下進行測試，從而減少了測試時間和成本。

標準的其他變化包括澄清和附加措辭，以協助制造商和測試實驗室在模塊制造商的測試流程，盡管德州儀器等芯片制造商也在為使用硅片，固件和直接設計到產品中的高級軟件的客戶提供更快的認證流程。模塊制造商也可以使用它來加速客戶可以投入設計的預認證模塊。

圖3：利用TI參考設計中的固件和高級軟件加快審批流程。

獲取無線市場上的產品需要一系列涉及測試和文書工作的資格和認證，對于那些不熟悉該過程的人來說，這可能相對復雜和昂貴。無法通過芯片獲得無線和監管標準下的認證，因此這歸功于Laird Technologies和Taiyo Yuden等模塊制造商，他們有責任確保模塊符合EN標準。但模塊制造商依賴于德州儀器，恩智浦和北歐半導體等公司設備的核心性能。

圖4：Taiyo Yuden為Wi-Fi和藍牙標準開發無線模塊。

例如，Laird正在使用nRF52832系統來自Nordic的-on-Chip BL652模塊。該模塊已獲得所有必要的無線認證和資格認證，包括藍牙4.2，具有集成或可選的外部天線，并且在整個工業-40o至+85oC工作溫度范圍內具有資格。

nRF52832是第一款使用64MHzARM?Cortex?-M4F處理器內核與512 kB閃存和64kB RAM相結合的設備，這是一種專有的2.4 GHz無線電，具有-96 dB RX靈敏度，5.5 mA峰值RX/TX電流，片上RF Balun以及近場通信（NFC）。 Laird實施了強大的安全性和加密（安全的128位AES，支持Diffe Hellman配對），因此可以輕松地用于工業和企業設計中的物聯網應用。

“對于不熟悉RF技術或希望快速推出產品上市的公司和開發商來說，模塊是一個很有價值的選擇，”Nordic Semiconductor的銷售總監Geir Langeland表示。營銷。 “物聯網將成長為包括許多可能沒有任何射頻設計背景或藍牙低能耗無線技術的公司。通過使用諸如Laird BL652之類的模塊，他們將能夠訪問最新的市場領先的無線技術，而無需采用陡峭的學習曲線，并且必然會涉及所有設計風險和時間。“

結論

物聯網在工業和企業應用中的爆炸式增長正在推動人們更多地關注審批和認證流程。由于2.4 GHz和5 GHz ISM頻段中的技術主導著物聯網的增長，因此需要確保它們在不影響其他系統的情況下有效運行，這對于與新興的物聯網蜂窩標準競爭至關重要。 11月生效的ETSI EN標準的變化旨在進一步改進該認證過程，使模塊和系統制造商的成本和成本降低，同時提高物聯網中所有設備的性能。