身处被高科技及新兴产品的包围的21世纪.对周边的频繁更换的科技产品早已习以为常.因电子元件器件不断的提高性能,可靠,稳定性及其他不断升级的功能,使更多的科技产品及"黑科技"层出不穷.不断刷新新的认知.对于新兴产品和应用(包括机器人,无人机,自动驾驶汽车和下一代医疗设备)的晶振及其他元器件的开发,无线技术将产生重大影响.这也意味着未来五年内,产品设计师可能需要在新技术领域加强他们的技能.
市场研究公司Gartner表示,驱动无线通信技术发展的有几个潜在的挑战和机遇,包括频谱拥塞,无线协议的寿命,无线安全性,边缘计算等系统架构,功耗和成本.在上半年,中国实现5G网络预商用,而近日,Gartner正式发布了可能在未来5年发挥重大作用的10大无线技术趋势.不可否认这十大无线技术的无一不用到石英晶振,无论是有源晶振还是无源晶振,多多少少都会使用到.要知道.晶振可是被誉为电子产品的"心脏".
这十大无线技术趋势是:
1.Wi-Fi
虽然Wi-Fi已存在很长一段时间,但从现在到2024年,它仍是家庭和办公场所的主要高性能网络技术.Gartner预测2020年Wi-Fi芯片出货将超过15亿颗.同时在使用WIFI网络晶振的需求也呈现增长趋势.Wi-Fi还将被赋予新的职责,比如用于雷达系统或作为双重身份验证系统的一个组成部分.
2.5G蜂窝网络
5G蜂窝网络将在2019年和2020年开始部署,需要五到八年时间完成部署.由于这项技术能够给港口,机场和工厂等大型场所提供更高性价比的高速数据网络,因此它可以作为一种低成本的选择方案,对Wi-Fi进行补充.5G的一个关键优势是能提供超可靠的低延迟通信,在实时性很重要的控制功能和通信应用中(如车对车和无人机)具有巨大的潜力.
3.V2X系统
传统汽车和自动驾驶汽车必须能够相互通信以及与道路基础设施进行通信,这将通过无线车联网(V2X)系统实现.除了交换信息和状态数据之外,无线车联网还可以提供安全功能,导航辅助,车载信息娱乐等诸多其他服务.
2019年有两种主要的V2X技术:一种是专用短距离通信(DSRC)标准,它基于使用IEEE802.11p标准的Wi-Fi;另一种是蜂窝V2X(C-V2X)技术.用于车载产品中的元器件需具备一定的耐高温,耐恶劣环境等特点.对于晶振而言,3225晶振是最适合使用在汽车电子领域中,也是特别要求高可靠性的引擎控制用CPU的时钟部分.低频晶振可从7.98MHz起对应,小型,超薄型具备强防焊裂性,谐振器在极端严酷的环境条件下也能发挥稳定的起振特性
4.长距离无线充电
第一代无线充电系统未能提供制造商所期望的革命性用户体验.就用户体验而言,将设备置于特定的充电点也只是略优于通过充电线充电而已,尽管有几种新技术可以为距离一米以内的设备充电或者为放在桌面或台面上的设备充电.
人们的期望是远距离无线充电可以消除桌面设备的电源线.
5.低功耗广域(LPWA)网
低功耗广域(LPWA)网是一种适用于物联网应用的节能型低带宽网络,能够支持需要长电池寿命的设备.该网络一般覆盖城市,甚至整个国家等超大面积区域.目前的LPWA技术包括窄带物联网(NB-IoT),机器长期演进技术(LTE-M),LoRa和Sigfox.这些技术的模块价格相对低廉,因此物联网制造商可以通过它们启用传感器,追踪器等小型低成本电池供电设备.
6. 无线传感技术
无线信号因具有吸收和反射特性而可被用于传感技术,无线传感技术可用于医疗诊断和智能家居等各种应用.无线信号在机器人和无人机室内雷达系统中提供传感功能.当有多人在同一房间内说话时,虚拟助理还可使用雷达追踪技术提高自身性能.智能家居一般会使用到小体积晶振元件,以及一些温补晶振元件.
7.增强型无线位置追踪
无线通信系统对所连设备位置的感知是无线领域的一个重要趋势.即将推行的IEEE802.11az标准将实现精确到1米左右的高精度追踪,而这将成为未来5G标准的特征之一.
与指纹识别和惯性导航等其他系统相比,与核心无线网络集成的位置检测具有一些优势,如硬件成本和功耗较低,性能更好,和精度更高.GPS定位系统采用高精度晶体振荡器,精度越高,定位越精准.
8.毫米波无线技术
毫米波无线技术可以在30至300千兆赫频率范围和1至10毫米波长范围内工作.Wi-Fi和5G等无线系统可以使用这项技术进行短距离高带宽通信(例如4K和8K视频流).需要更多的频谱和更高的带宽是这项技术的关键驱动因素.
9.反向散射网络
反向散射网络技术能够以极低的功耗发送数据,这一特征使其成为最适合小型联网设备的网络.反向散射网络的工作机理是重新调制周围的无线信号,这对位于无线信号饱和区域并且需要相对简单物联网设备(比如智能家居和办公场所中的传感器等)的晶振应用尤其重要.
10. 软件无线电(SDR)
软件无线电(SDR)将无线电系统中的大部分信号处理工作从芯片转移到软件.因此,该无线电能够支持更多的频率和协议.这项技术已推出多年,但由于价格高于专用芯片而一直没有迅速发展.但Gartner预计,随着新协议的出现,SDR将开始普及.SDR使设备能够支持旧有协议,并且通过软件升级就能启用新的协议.
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