物聯(lián)網(wǎng)通過通信技術(shù)將人與物、物與物進(jìn)行連接，在如遠(yuǎn)程抄表、環(huán)境監(jiān)測、智能停車、位置追蹤等應(yīng)用需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡單、支持大連接的物聯(lián)網(wǎng)，因此低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。低功耗廣域網(wǎng)連接技術(shù)包括有lora、nb-iot以及sigfox等。據(jù)預(yù)計，這類物聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將占到物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)的60%。
?
在最近由電子發(fā)燒友網(wǎng)舉辦的2019中國模擬半導(dǎo)體大會上，上海磐啟微電子有限公司創(chuàng)始人及CEO李寶騏分享了公司最新的低功耗廣域網(wǎng)芯片技術(shù)和產(chǎn)品。

李寶騏認(rèn)為，非蜂窩廣域物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計的挑戰(zhàn)在于，遠(yuǎn)距離方面發(fā)射功率受到限制，100mw或50wm，需要廣泛適用性城市和農(nóng)村信道環(huán)境，覆蓋范圍需要達(dá)到幾公里甚至幾十公里。低功耗方面，待機(jī)電流低，電池壽命長達(dá)10年，接收電流低，發(fā)射電流低。抗干擾性，470-510、779-787MHz各種是由業(yè)務(wù)應(yīng)用非常擁擠混亂，且該頻段為觀點系統(tǒng)廣播業(yè)務(wù)頻率，會與廣播、衛(wèi)星監(jiān)控等造成大量互相干擾，難以實現(xiàn)廣域物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)大規(guī)模部署應(yīng)用。
?
在給定的發(fā)射功率下，要提高傳輸距離，只能提高接收靈敏度，通過射頻的噪聲系數(shù)，降低NF，可以提高靈敏度，減小通信帶寬，以及解調(diào)信號與噪聲比，優(yōu)化SNR來提高靈敏度。
?

?上海磐啟微電子有限公司創(chuàng)始人及CEO李寶騏

射頻soc噪聲系數(shù)的設(shè)計方面，典型的射頻前端低噪聲放大器的噪聲系數(shù)在1dB，如果設(shè)計正確，射頻soc的噪聲系數(shù)可以達(dá)到3-5dB，但是經(jīng)過多少次流片才能達(dá)到3dB呢，因為有幾大原因影響著這個系數(shù)的實現(xiàn)。例如，來自其他模塊的噪聲嚴(yán)重干擾LNA，大部分代工廠的模型不準(zhǔn)，版圖的寄生效應(yīng)無法準(zhǔn)確仿真，on-chip電感無法實現(xiàn)high-Q，工藝偏差達(dá)到+-15%，電源和襯底的噪聲無法隔離。
?
通過降低帶寬提高接收靈敏度，例如1KHz帶寬，噪聲系數(shù)是4dB，那么對于晶圓代工工藝的要求非常高，任何偏移都將影響性能。另一個提高接收靈敏度的方式通過降低SNR值，如果SNR為-20dB，需要信號低于噪聲100倍解調(diào)出來。
?
基于解決以上這些問題，磐啟微Chirp-IOT技術(shù)優(yōu)化的芯片架構(gòu)實現(xiàn)超低功耗，融合多維信號調(diào)制技術(shù)，提高傳輸速率，全新設(shè)計傳輸符號結(jié)構(gòu)，解決頻率不連續(xù)對射頻的影響，增強(qiáng)性信號編碼技術(shù)，提高傳輸靈敏度，主要產(chǎn)品有Chirp-IOT終端芯片PAN3028,網(wǎng)關(guān)PAN3031,兼容主流LPWAN協(xié)議。未來Chirp-IOT芯片能夠支持像阿里、騰訊等進(jìn)行的低功耗廣域網(wǎng)的布署，推動智慧城市的連接和應(yīng)用。
?