新穎的應用正推動著技術前進。舉個例子,數據轉換器正以更快的時鐘頻率跟上今天的處理需求。移動網絡中不斷增多的語音、數據、互聯網使用也帶動了對高維調制格式以及支持此類格式的線性增強功放的需求。在防務市場,雷達等應用越來越依賴數字處理,而系統集成商也由真空管技術轉向二極管以獲得更高功率。新的應用和機遇正在興起。所有這些變化都是有限帶寬下信息/數據傳輸量增長趨勢、綠色能源與通信基礎設施、相應能源采集增長等趨勢的結果。
總有一個合用的應用(There's An App For That)
面對如此豐富的應用環境,廠商也拿出一系列不同尺寸和風格的測試與測量解決方案。大型測試與測量系統依然把持著原有的市場份額——特別是能夠處理LTE、LTE-Advanced(LTE-A)等無線標準的系統。帶基于模塊化PXI標準的系統也在很多應用環境下變得越來越受歡迎。此外,通過USB連接個人電腦并以此作為控制界面的測試與測量系統選擇也越來越多。現在日益普及的iPhone也帶來了第三種選擇。
舉個例子,Saelig公司不久前發布了基于iPhone的WiFi頻譜分析儀和功率計。這款名為WiPry-Combo的設備是用于iPad、iPod Touch和iPhone的動態功率計和頻譜分析配件。WiPry-Combo能夠在頻譜分析模式下提供識別干擾、打開2.4GHz ISM(工業、科學、醫用)波段以及識別未經授權的WiFi接入點的實際解決方案。WiPry-Combo工作于2.400至2.495GHz,測量信號范圍從-40到+20dBm,功放分辨率2-dB、帶寬分辨率1MHz。波段掃描時間為200ms。
在動態功率計模式下,WiPry-Combo是一款100MHz-2.7GHz的射頻功率計配件,可以圖形顯示射頻功率等級。圖形界面即刻顯示對應時間內的波形振幅。WiPry-Combo在觸屏界面下觸發、捕捉并記錄實際功耗輸出水平,時間密度可以在2μs/div到1s/div之間自由調 教。信號波幅的顯示跨度為-45dBm至+20dBm,分辨率為2-dB。
拉升帶寬(Stretching Bandwidth)
通過iPhone以及其它智能設備進行從訪問社交網絡到專業應用的一系列使用顯著增長了數據消耗。由此產生的帶寬擁塞使得各國通信行業都在向政府要求開放更多頻譜。隨著一些早期模擬電視廣播頻譜的空出(即“白色空間”),一些寬帶無線互聯網的新方案應運而生。不幸的是,這些方案面臨著包括干擾、與當地數據庫整合在內的一系列問題。因此它們還停留在“測試”階段。
為幫助有序使用空白區域,聯邦通信委員會(FCC)的工程與技術辦公室(OET)在本月早些時候啟動了一項為期45天的Tecordia空白區域數據庫公開測試。該數據庫按照FCC指定的規則計算了美國國內受保護的輪廓。它還提供了各地區可用TV頻段白色空間的頻道列表。很多人相信該系統除了用于檢測和平衡外,也能提供一條標準化的途徑,這正是成功利用白色空間的關鍵。Weightless標準或許能幫助這一聯合努力開花結果。
與此同時頻譜交易也在持續進行——盡管遠不及九十年代那么火熱。例如本月早些時候,由康卡斯特、時代華納有線、Bright House網絡合資建立的Spectrum有限公司就與Verizon Wireless達成協議,后者將以36億美元的架構購入其122項先進無線服務頻譜授權(覆蓋2.59億PoP)。
運營商也在通過femtocell、picocell等小基站改善高負荷與網絡不佳地區的服務。根據Heavy Reading Components Insider的報道,femtocell目前主要趨向于兩類:3G家庭femtocell與企業femtocell,通過2G、3G、4G網絡覆蓋公共空間與農村地區。這些解決方案非常適合購物中心等高密度地區,運營商需要在這些地區提升自己的表現。對于更廣的實現方法,femotcell需要與光纖、DSL、WiFi等現有基礎設施與擴充服務相整合。
除了滿足消費市場的數據需求以外,這些增加的帶寬也能支持大量利用無線技術的工業應用。其中最主要的有智能電網和醫療應用。舉個例子,醫療應用覆蓋范圍從無線醫院到遠程監控無所不包,已經逐漸成為常態。不少醫院早就開始通過RFID追蹤醫療儀器和醫院庫存。此外遠程監控等應用讓醫保變得更為簡單,對病人來說也更為舒適。
Verizon Wireless在美國開發了一整套數字醫療保健解決方案,包括長期護理管理、醫師生產力工具、虛擬保健等,將推動云端平臺并會通過Entra Health等醫療設備與病患相聯。該解決方案將會集成生物識別設備,將個人化的保健方案發至病患的移動設備。Verizon Wireless的虛擬保健解決方案將促進4G LTE技術在智能手機、平板以及視頻領域的普及(圖2)。最終的工具將讓醫保變得虛擬化,病患無需為大多數例行檢查前往醫生辦公室。
聯網家庭與智能電網
智能電網整合智能電表、無線技術、傳感器和軟件,能夠準確追蹤電網并在電力緊張時減少用電。此外消費者可以獲得用電情況的詳細信息,做出更好的能源使用決定。根據In-Stat的研究,電線依然是全球智能電表的主要傳輸途徑。但越來越多的無線解決方案已經通過手機網絡、白色空間以及各種專有措施使用未授權的頻譜,并以網狀配置運作。
美國也緊隨趨勢。例如通信運營商正從通信主干網的潛在來源轉變為設備與服務廠商的合作伙伴(甚至直接成為設備與服務供應商)。AT&T就捆 綁提供SmartSynch智能電網套件與自己的無線數據業務。
具體地說,AT&T提供了電表/路由到電力公司辦公室之間的雙向智能電網數據通信。此外SmartSynch SmartMeter可以監控電力使用,并將每天的用電、停電信息發送給電力公司。SmartSynch GridRouter則作為智能電網數據的樞紐,允許電力公司通過任意網絡連接任意設備。最后,AT&T還提供軟件幫助電力公司使用一臺簡單的工具自動監控數以百萬計的電表。
當然,越來越多運營商或技術無關的解決辦法也被炮制出來。比如高通就將多節點技術用于智能電網通信。該技術使得電網設備可以連接很多商用無線網絡而不用擔心它采用哪種移動通信技術。連接多運營商網絡有效幫助電力公司擴大覆蓋范圍、增強可靠性、延長智能電網通信系統的使用周期。此外,無需更換設備和上門服務就能使用多家運營商的網絡使得電力公司在移動數據業務和服務方面更為靈活。
這樣的靈活度對于面向多個市場的廠商而言也很有意義。盡管英國的智能電表市場已經穩定下來,但美國以及很多其它國家還沒有。不過In-Stat強調,隨著激勵方案的結束,美國智能電表的部署預計在今年達到頂峰后會開始縮減。不過智能電表的部署在全球范圍仍將繼續增長——很大程度上得益于中國,預計到2016年會部署2.8億智能電表。
新的能源來源
隨智能電表推出的很多解決方案都在尋求為無線傳感器供電的方法。不過很多方案和應用已經超越了無線傳感器(見《能源采集現狀》一文)。舉個例子,通過電子遠程改變表面外觀的“電子皮膚”正獲得大量投資。這方面的例子有智能窗戶和電子墻紙。為降低電費,這些解決方案需要依靠能源采集與無線技術。
有很多廠商和機構都在向無線傳輸電力大量投資。在充電方面,無線電力聯盟(Wireless Power Consortium)正以自己的Qi標準推動著發展。Qi使得設備都能直接放在任意支持Qi充電的表面進行充電,而不用連接線纜。該標準確保任意支持Qi的設備和充電器之間保持無線充電互通,而不用擔心品牌或生產商的不同。
本月早些時候,遍及日本60多個地區的Okudake-Juden(放下-充電)活動的第一階段將Qi無線充電納入進來。該活動計劃到本月底將支持Qi充電的地點擴展為126個。NTT Docomo在包括機場、沙龍、電影院和咖啡館的60個地點安裝了Qi無線充電站。
無線充電解決方案的實施動力也包括電動汽車,這也是智能電網“遠景”的一個主要考量。高通上個月宣布在倫敦進行第一次無線電動汽車充電(WEVC)測試。這次商用前測試將于2012年年初啟動,支持最多50款電動汽車。該測試將采用高通的無線感應電力傳輸技術,能夠相隔很遠進行高效電力傳輸。車主只需要正常停放車輛,系統就會自動連接充電——讓停車和充電變得簡便。這些目標也反應了其它駕車應用在2011年及未來的動力。所有這些應用都力圖通過更好的服務提升生活質量,并更有效地利用現有資源、減少浪費。