解决互联家居中各种多标准无线通信设备面临的挑战

分享到:

解决互联家居中各种多标准无线通信设备面临的挑战
 
我们大多数人都很熟悉支持在家居中内容共享和互联网接入服务的 Wi-Fi 标准。但除此之外,还存在许多物联网(IoT) 技术,如 Bluetooth® Low Energy (LE)、Zigbee® 和 Thread®。这些低功耗、低数据速率的无线标准常用于门锁、LED 照明和电器等物联网互联产品。
 
这些不同的技术会构成一定的挑战,那就是供应商必须提前决定为自己的设备选择哪种技术。例如,选择 Zigbee 或低功耗蓝牙(或两者都选择)时,每种选择都会对产品设计产生独特的影响。
 
展望未来,将出现更多针对类似智能家居用例的技术,比如基于 IP 的互联家居计划,它将多种其他技术(802.15.4 和低功耗蓝牙)组合成单个标准。这使得在技术和面向未来需求的解决方案之间作出选择更具挑战性。
 
虽然如今的通信设备一般都会采用某种形式的动态多协议(DMP) 支持技术,但使用这种方法需要进行多方面权衡。单靠 DMP 不足以充分实现互联家居的优势。若想实现真正的无缝连接,只能通过同时侦听网络上的所有设备来实现,而非只侦听一部分设备。
 

图 1:随着智能家居技术的迅猛发展,确保基于不同标准的设备能够快速有效地通信也更具挑战性。

图 1:随着智能家居技术的迅猛发展,确保基于不同标准的设备能够快速有效地通信也更具挑战性。

 

ConcurrentConnectTM 技术即解决方案效?

 

如今,客户不必再作出选择或妥协。多协议支持功能将实现下一个重大飞跃(即 Qorvo 的 ConcurrentConnectTM 技术),通过使用不同的协议(无论是 Zigbee + CHIP、Zigbee + 蓝牙 LE 至智能手机、CHIP + 低功耗蓝牙 Mesh, 还是其它多协议应用场景),持续流畅地为两个或多个网络提供服务。借助 ConcurrentConnectTM 技术,经由不同网络连接的家居设备可以获得独特的无缝运行体验,而不会出现性能损耗。

 

为了说明这一点,我们来看看使用标准节点组合 ZigBee 或 Thread 和低功耗蓝牙设备,但不支持 ConcurrentConnectTM 的真实网络情况。由于节点不具备并发连接/侦听能力,它只能在这些标准之间来回切换,且每次只能使用一个标准通信。除了明显的效率低下问题,该切换方式还会导致通信掉线和延迟,这是因为仅允许一个标准进行通信,而此时其他标准遭遇阻塞,直至介质再次处于空闲状态为止。因此,在设定时间段内的通信量会遭遇瓶颈。
 
借助采用 ConcurrentConnectTM 技术,可实现并发侦听,从而允许从低功耗蓝牙至 ZigBee 或 Thread 的近瞬时切换,且几乎不会出现通信掉线的情况。因此,设备之间通信的速度更快、效率更高、扩展性更强,并且能够接收更多的数据包。这样一来,就可以实现协议之间前所未有的单设备并发能力。
 
与功能强大的软件开发套件结合使用时,Qorvo 独特的单芯片、单射频解决方案可以同时管理来自多个标准或协议的数据流量,而且未检测到延迟。此外,设计师还可以精简产品组件,实现更小巧、更美观的外形尺寸,降低产品成本,使其更加便于支持。利用 ConcurrentConnectTM 支持,客户可以获得近乎无限的开发创新用例选择,而这些选择在标准支持方面具有更大的灵活性。
图 2:ConcurrentConnectTM 技术(图右侧所示)可同时管理来自不同标准和协议的通信,而且未检测到延迟。
图 2:ConcurrentConnectTM 技术(图右侧所示)可同时管理来自不同标准和协议的通信,而且未检测到延迟
 
它为什么更有效?
 
当单个无线电必须同时支持多个协议时,将面临硬件和软件层面的重大挑战。这是因为每个协议都有自己的规范,规定设备应如何及何时侦听传入数据包和发送传出数据包。
 
协议中的某些阶段可能有固定的时间间隔,在此期间无线电可预测何时应切换到正确的频率(例如:低功耗蓝牙“连接中”阶段)。然而,大部分时间,尤其是在侦听阶段(即实际连接阶段之前,检测备选连接之时),无线电需要以异步方式持续检测传入数据包,无法事先知道需要无线电打开其接收窗口以接收数据包的具体时间。
 
此外,应用需具备简单易用的界面,以实现多协议的无缝操作,这样,应用开发人员就能突破协议依赖关系的壁垒,消除必要时切换到相应协议的压力。
 
从这方面讲,采用 Qorvo 并发侦听技术可以改变当前的模式。在硬件层面上,它支持对来自不同协议的数据包进行异步交错,使设备可以同时侦听多个协议,且在侦听期间不会出现盲点。
 
ConcurrentConnectTM 技术在随附软件开发套件中进行了抽象化,它提供简单易用的 API,便于应用开发人员在其应用中无缝地利用该功能。
 
这种方式可最大限度地利用介质,因为 ConcurrentConnectTM 技术在侦听来自多个协议的异步事件时可保持同步连接。
 
而 DMP 与之的主要区别在于可预测性和不可预测性。DMP 支持基于接收和发送数据包的可预测性;例如:它必须知道何时切换到低功耗蓝牙,何时返回到 Zigbee 或 Thread。ConcurrentConnectTM 技术则支持不可预测性,适用于同步和异步操作。
图 3:此图说明了利用 ConcurrentConnectTM 支持时 ZigBee 和 BLE 数据包的交错
 
ConcurrentConnectTM 技术基于 Qorvo 平台独特的硬件功能,即以最有效的方式检测和识别数据包。只要被检测到,数据包就会在硬件层实时完成标识流程,然后将数据包发送至适当的协议堆栈,无需在更高软件层面附加非实时路由逻辑。
 
通过使应用“认为”拥有自己的无线电,随附软件开发套件在为应用整合首选协议方面又向前迈出一大步。这简化了应用开发,使开发人员能够专注于真正的应用差异。
 
因此,它为家居网络带来了各种用例,包括网关、集线器和终端设备,这些用例都需要具备支持多个不同设备之间高频率数据传输的功能。利用 ConcurrentConnectTM 技术,网关可以在家居网络中的所有标准和协议之间无缝切换,使更多基于不同标准的终端设备得以连接和控制。此外,设计人员和设备所有者在扩大其家居连接时,不会受限于某种技术。
图 4.本框图描述了适用于Qorvo 硬件数据包路由的 ConcurrentConnectTM 支持。数据包处理过程是在硬件和软件层级上完成的。

 

继续阅读
2026 年,UWB 设备的出货量将暴增至13 亿

据市场分析机构 ABI Research 介绍,尽管 Covid-19 对移动设备市场产生了重要影响,但智能手机的销售以及对更多可穿戴设备、平板电脑和笔记本电脑的需求增加都为市场的稳健复苏做出了贡献。

解决互联家居中各种多标准无线通信设备面临的挑战

由于消费者日益依赖于互连设备提供的便利性、舒适度、健康和安全性,家居互连设备的数量随之不断上升。有些设备应用于室内;有些则应用于室外。尽管这些设备被设计为网络的组成部分,但它们通常采用不同标准(如果您愿意,可视为语言)进行通信,具体取决于应用。

Qorvo扩展其BAW滤波器产品组合,以支持全球5G基站部署

移动应用、基础设施与航空航天、国防应用中RF 解决方案的领先供应商Qorvo®, Inc.(纳斯达克代码:QRVO)今日推出,两款体声波(BAW) 滤波器,以支持正在进行的全球5G 基站部署。较之于类似产品,新型QPQ3500 和QPQ3501 滤波器可提供OEM 引脚兼容的基站、插入损耗更低的5G 滤波器解决方案和出色的带外抑制性能。引脚兼容性允许使用支持不同频段的普通印刷电路板,从而无需进行昂贵的电路板重新设计,并缩短了产品上市时间。

果链新风口起量,Qorvo硬核解析UWB三大问

苹果下场带货前,UWB(超宽带)技术早已在军工以及工业等市场取得斐然成绩,然而大众对它的实力却茫然不知。2021年4月苹果AirTag发布后,低调蓄力多年的UWB技术,才以其碾压其它技术的绝对实力,惊艳了整个消费电子市场。

Qorvo的未来,不仅仅是射频!

由RFMD和TriQuint于2015年合并成立的新公司Qorvo是射频市场当之无愧的巨头。