4G无法满足物联网的网络需求，5G是否可以？
不知这两天，你有没有被这部极具情怀的漫威 11 年第 22 部老英雄集结的《复仇者联盟4：终局之战》刷屏或剧透。
伴随着“I'm Ironman”的话语声，钢铁侠的一个响指，使得灭霸与其大军最终灰飞烟灭，而复仇者领军人物钢铁侠也因此完美地谢幕。英雄落幕虽不问归处，但是其留在我们心中的永远是那个无可比拟的战神。
在此过程中，你是否曾幻想过，在现实世界的某一天，也能拥有如托尼·斯塔克一样的可穿戴式 Mark 50 钢铁侠战衣？其中撇开能源、飞行、防护等系统不谈，就通讯和定位系统而言，既可远端和服务器端的虚拟助手贾维斯连接，将传感器设备捕获的信息传递给贾维斯进行处理、分析后由其回执，也可以在钢铁侠身体参数不正常时进行检测提醒，此外，还能对其他目标物体进行扫描以及定位。
4G 无法满足物联网的网络需求
除此之外，今年与往年相比，物联网领域或将迎来新的变革，即 5G 的建设与部署正在进行中。
至于为何这么讲？
在此，从技术角度来看， 4G 在物联网时代存在的诸多缺陷：
1.容量：4G 网络，一个小区 FDD 最多只支持 1200 个用户，TDD 约 400，同时接入业务只有二三百个。
2.时延：4G 的时延约 30-50 毫秒，很多情景下太高了。
3.速率：最高 300M 的传输速率，面对未来的音视频还是不够的。
4.功耗：5G （4G 的 100 倍或更高）具有低时延（1ms）大连接（支持每平方公里百万连接）的特性。
因此，4G 虽几乎满足了我们对于移动互联网的所有需求，但是在万物互联的场景下，机器类通信、大规模通信、关键性任务的通信对网络的速率、稳定性、时延等提出更高的要求，包括自动驾驶、AR、VR、触觉互联网等新应用对 5G 的需求十分迫切。对此，陈丽娜表示，面向未来，人们对移动互联网大流量应用的需求及万物互联的需求十分巨大，现有 4G 网络性能根本无法满足这些需求。
一种达到5G和Wi-Fi网络之间的’紧密’集成的方法
刚刚落幕不久的MWC19巴塞罗那大会，使得整个行业对于5G的热情和期许达到了新的高潮。我们知道，5G的下载速率理论值将达到10Gbps，将是当前4G网络速率的10倍。同时，随着移动数据流量资费价格不断下降，甚至运营商已开始大力推广不限量套餐，那么之后还有用Wi-Fi的必要吗？
这次大会明确Wi-Fi是5G非常重要的组成部分，它们两个并不是完全相互竞争的关系。Wi-Fi仍将继续成为消费者的一个优先选择，甚至未来将会有更多的流量承载在Wi-Fi网络上。
目前所有的数据流量中有70%是通过Wi-Fi网络进行传输的单看智能终端的话，目前智能终端有50%的数据流量通过Wi-Fi网络承载，而到2020年这一占比将会进一步增长，达到60%的水平。
另外，数据流中超过70%的Packet长度小于250字节。因为每个Packet的传输都是独立的，所以对网络资源的消耗非常大。 Wi-Fi联盟公布了最新的网络协议新标准Wi-Fi 6，其标准代码为802.11ax。 在802.11.ax当中，可以通过OFDMA技术把这些小的Packet放在一起，然后同时进行传输。这样就可以节约出大量的网络信道射频资源，使其他的用户受益。因为802. 11ax可以实现更好的可靠性。另外，成本也将是许多企业选择Wi-Fi来实现物联网设备连接的一个重要原因——他们无需为成千上万台机器设备一一购买sim卡。
而今天我们就来看一下Qorvo的一个重要产品2.4 GHz 802.11ac Wi-Fi前端模块—QPF4219
Qorvo QPF4219是一款专为Wi-Fi 802.11ac系统设计的集成前端模块（FEM）。 紧凑的外形和集成匹配最大限度地减少了应用中的布局面积。
性能主要集中在优化PA以实现5V电源电压，从而在保持最高线性输出功率和前沿吞吐量的同时节省功耗。 接收路径与最佳技术相匹配，通过在各种条件下保持一致的噪声系数性能来最大化Rx灵敏度。
接收路径被固定，因此可以在最佳位置添加外部过滤。 包括用于二次和三次谐波的集成芯片级滤波以及用于DBDC操作的5 GHz抑制。
QPF4219将2.4 GHz功率放大器（PA），稳压器，单刀双掷开关（SP2T），可旁路低噪声放大器（LNA）和直流功率检测器集成到一个器件中。
主要特点
- 2400 - 2500 MHz
- POUT = +24.5 dBm MCS8 / 9 VHT40 -35 dB动态EVM
- POUT = +25.5 dBm MCS7 HT20 / 40 -30 dB动态EVM
- POUT = +28 dBm 802.11b频谱模板兼容性
- 针对+5 V操作进行了优化
- 33 dB Tx增益
- 1.8 dB噪声系数
- 16 dB Rx增益和7 dB旁路损耗
- Rx路径上的19 dB 5 GHz抑制
在物联网发展对低功耗需求激增背景下，低功耗蓝牙（BLE）凭借多层面设计实现省电。物理层通过频段选择、GFSK调制与功率动态调整节能；链路层以快速连接、短数据包及跳频技术降低能耗；主机层各协议优化数据传输与管理；应用层依需求定制策略。各层协同构成BLE低功耗核心技术原理。
蓝牙Mesh基于蓝牙低功耗技术，构建多节点网状网络，各设备可充当节点实现多对多通信，具备强大扩展能力。其采用“发布/订阅”消息传递模型，提升数据传输效率。同时，借助先进加密认证机制保障安全，这些技术原理使其在智能照明、工业控制等物联网场景中实现设备高效互联与协同。
5G RedCap作为轻量化5G技术，通过将FR1频段带宽降至20MHz、简化天线配置、降低调制阶数、采用HD - FDD模式等手段，降低终端射频及基带处理复杂度，削减硬件成本与功耗。同时，它保持中低速率传输、低时延高可靠性能，兼容5G网络，为工业、智慧城市等多领域物联网终端提供高效连接与数据传输能力。
在物联网设备定位技术演进中，蓝牙最初基于RSSI原理，通过信号强度估算距离，精度3 - 5米，后经版本升级引入AoA、AoD等技术提升精度。UWB则利用纳秒级窄脉冲在超宽频段通信，基于TOF等测距法和三边测量等算法实现厘米级定位。二者各有优势，在不同场景互补应用。
5G RedCap 作为 3GPP R17 标准的 5G 轻量化版本，针对物联网需求应运而生。其通过优化射频带宽与天线设计，简化协议栈信令流程，采用 QPSK 等调制及 Turbo 编码等技术，在保障一定传输性能的同时，降低硬件成本与设备功耗，实现了性能与成本的平衡，为物联网发展提供关键通信支撑。
