Diseño de aplicaciones de IoT inalámbricas para las nuevas redes emergentes:LTE y NB-IoT

Colin Newman, director ejecutivo de Antenova Ltd

Como siempre, la industria de las telecomunicaciones espera con ansias la próxima generación de tecnología. Ya estamos viendo que las empresas pioneras comienzan a construir soluciones de IoT para las redes LTE y NB-IoT, dice Colin Newman, CEO de Antenova Ltd .

Estas redes ofrecen grandes oportunidades comerciales; sin embargo, las empresas que están diseñando dispositivos IoT o M2M para estos nuevos estándares pueden necesitar cambiar su enfoque del diseño de productos, según la red con la que elijan trabajar.

Las redes 4G o LTE prometen hacer que Internet sea más rápido y más accesible para los usuarios con dispositivos móviles. LTE está diseñado para grandes cantidades de datos y acelerará las aplicaciones que usan video o multimedia. Será ideal para sitios remotos de monitoreo de CCTV, nuevas aplicaciones de transmisión y video y juegos móviles.

Por otro lado, las redes NB-IoT se adaptarán a necesidades muy diferentes. El estándar de red NB-IoT se creó para proporcionar conexiones de bajo costo para una gran cantidad de dispositivos con requisitos de datos más simples y pequeños, y se ajusta a requisitos muy diferentes:tiene un mayor presupuesto de enlace pero un pequeño ancho de banda, por lo que proporciona una mejor manera de transmitir una gran cantidad de pequeños mensajes poco frecuentes.

Es seguro y debe ser lo suficientemente asequible para conectar dispositivos que nunca se han conectado antes, y su gran beneficio es la capacidad de funcionar con una sola batería que podría durar hasta diez años. NB-IoT se basa en redes LTE, por lo que la infraestructura ya está en su lugar y estamos comenzando a ver pilotos de NB-IoT en el Reino Unido y Europa, donde las redes serán útiles para aplicaciones de ciudades inteligentes como estacionamiento inteligente, gestión inteligente del agua, sensores, monitoreo y seguimiento.

Cualquier dispositivo inalámbrico es tan bueno como el rendimiento de su antena. Si la antena no está bien integrada en el dispositivo, el rendimiento se verá afectado, por lo que lograr un rendimiento inalámbrico es siempre el primer desafío, sea cual sea la red.

Es la antena la que toca la red, por lo que será alrededor de la antena donde el enfoque de diseño deba cambiar, y muchos factores del entorno pueden afectar el rendimiento de una antena. El metal puede causar reflejos, y partes del cuerpo humano, como los dedos, pueden hacer que la antena se desajuste y agote la energía de la batería.

Varias antenas pueden tener un efecto de acoplamiento que puede reducir la potencia de salida de una antena, por lo que este efecto debe minimizarse cuando hay más de una antena en las proximidades. Estar cerca del cuerpo humano también puede afectar una antena, por lo que es bueno realizar pruebas con una mano o cabeza fantasma para ver qué tan bien irradia la antena a una persona. Ambos tipos de pruebas se pueden realizar en una cámara anecoica.

Sin embargo, con LTE y NB-IoT también hay algunos factores nuevos a considerar.

Las antenas LTE son probablemente las más difíciles de integrar en los dispositivos. Con LTE, la red distribuye el ancho de banda a cada usuario de una manera definida, por lo que es fundamental que cada dispositivo cumpla con las reglas de la red, y esto está estrictamente regulado. Esto significa que diseñar un producto para LTE no es sencillo.

Cada producto que operará en las redes LTE debe tener un diseño certificado y la aprobación de la red por parte de los operadores, y las regulaciones son aún más estrictas en América del Norte. Además del trabajo que implica perfeccionar un diseño, el costo de obtener la certificación LTE puede ser alto, por lo que es fundamental lograr la certificación en el primer intento.

Con NB-IoT, una consideración clave es cómo colocar la antena para que no agote la vida útil de la batería, por lo que con las redes NB-IoT, es importante tener mucho cuidado para permitir que la antena irradie de la manera más eficiente.

Con el rápido crecimiento del mercado de dispositivos inalámbricos, creemos que los diseñadores se volverán mucho más expertos en agregar antenas a sus diseños. Nuestra empresa está liderando el camino para hacer que la integración de antenas sea lo más fácil y accesible posible para los diseñadores de productos, y ofrecemos algunas herramientas gratuitas en nuestro sitio web para ayudarlos con esto.

Abordan las primeras etapas del proceso de diseño, seleccionando la antena más adecuada y decidiendo su posición en relación con el tamaño y la forma de la PCB. Cuando un diseño está completo, Antenova puede hacer arreglos para que se pruebe y obtenga las certificaciones de red vitales. Muchas empresas ya han creado su diseño cuando nos contactan, pero nuestro consejo siempre es abordar la integración de la antena desde el inicio del proceso de diseño.

El autor de este blog es Colin Newman, director ejecutivo de Antenova Ltd