无线传输是物联网产业的基础关键技术

“万物互联时代将引爆产业新生态，而无线传输技术是物联网应用的基础。”在今天举行的硬科技开发者大会上，博通集成电路（上海）股份有限公司（下称“博通集成）董事长张鹏飞这样指出。

物联网落地基础关键：不断演进的无线传输技术

张鹏飞指出，随着万物互联时代的到来，每年预计将有上百亿台乃至上千亿台的智能设备接入云端，所涉及的应用场景有很多，包括智能家居、智能交通、智能制造、智能穿戴等。而每一个应用场景都有不同的设备连接需求。

具体来看，在智能家居的应用场景中，需要将安防和监控以及灯控和节能接入云端。在智能交通的应用场景中，则需要将导航和驾驶及信息和娱乐接入云端。在智能制造的应用场景中，需要将感应和测量接入云端，同时需要将工艺和流程接入云端。在智能穿戴的应用场景中，需要将位置和速度接入云端，同时还需要将体征和姿态接入云端。

不过，张鹏飞指出，尽管应用场景千变万化，但要在这些应用场景中实现云端接入，主要有三种方式，即智能设备直接接入、手机电脑辅助接入、网关路由中继接入。而无论何种接入方式，都离不开无线传输。

事实上，无线传输技术和规范也因应不同应用场景的需求，一直在持续的演进和发展，形成了丰富的无线传输协议和标准，可供选择使用。

张鹏飞指出，面对众多的无线传输协议和标准，通过对载波频率、发射能量和传输带宽等技术参数的合理取舍，有助于形成对不同应用场景的优选支持。

他举例，比如，对于传输距离在厘米级的应用，可以选择近场通信的技术，可供选择的标准有NFC、RFID等。如果应用场景需要的传输距离在10米级，可以选择个域网的通信技术，可供选择的标准有BT、Zigbee、zWave、6LoWPAN等。如果需要的传输距离在百米级，则可以选择局域网的通信技术，可供选择的标准有Wi-Fi，DSRC、DECT等。而当需要的传输距离在千米级，可以选择广域网的通信技术，可供选择的标准有NB-IoT、Cat-M、Cat1、LoRa等。

由此可见，无线传输技术对于物联网应用可以提供多协议全场景的全面支持。

同时，各种无线传输的技术规范也随着物联网产业的发展持续的演进和升级。

张鹏飞以蓝牙为例，如今蓝牙可谓是有史以来应用最为广泛的无线传输协议，每个人至少拥有一个蓝牙设备，因为手机上蓝牙早已是标配。同时，每个人可能还会有蓝牙耳机、蓝牙腕表、蓝牙手环、蓝牙鼠标、蓝牙键盘以及其他各种蓝牙设备，所以蓝牙的数量早就数倍于手机的数量。

但张鹏飞指出，事实上，最初的蓝牙协议并不适合物联网应用，主要是因为其功耗太高、不支持网络协议、只能做点对点链接不能组网等，并因此催生了多个竞争标准，如Wibree、Zigbee 和 ANT+等。但蓝牙标准化组织BT SIG最近十年异常活跃，频繁推出协议更新和升级。例如2013年的BT 4.0 增加了BLE的支持，显著降低了系统功耗，2017年的BT 5.0 完全支持网络协议IPSP，同时规范了BLE Mesh的组网标准，使得蓝牙几乎成了最适合物联网应用的无线传输标准。

而BT SIG 也没有就此停下脚步。张鹏飞介绍，从2018年以来BT SIG 又陆续推出升级版本，增加了两个主要的功能。一个是通过支持入射角或出射角的测量，可以实现对于物体位置的准确测试，相比于传统上基于传输能量的测量，增加了精确度和可靠性，使得室内定位真正达到可实用的水平。

另一个功能是Audio Over BLE，并引入更先进的音频编码机制LC3，从而在提升音频品质的前提下使蓝牙音频应用的功耗显著降低。同时，通过支持多重串流音频使得TWS实现真正的左右声道完全等价，并能支持音频广播及助听功能。而这些更新和升级，也将使BT协议的主导地位更加稳固。

无线传输是物联网产业的基础关键技术，无线传输芯片本身也是一个巨大的市场。

TSR的数据预测，2020年蓝牙芯片的出货量将达到55亿颗，其中与物联网相关应用的蓝牙芯片的出货预计将达到29亿颗。物联网相关应用主要以除手机和电脑以外的外置设备为主，包括耳机、遥控、手环和键盘鼠标等。

值得一提的是，最近两年由于苹果AirPod带动的TWS耳机风潮，在今年出货量会继续攀升，达到18亿颗的巨大体量。

除了蓝牙，另一个主要的无线传输协议是Wi-Fi。张鹏飞指出，Wi-Fi在无线局域网的应用中几乎拥有垄断地位，因此Wi-Fi在物联网应用中也同样不可或缺。据统计，高达80%的移动终端和办公终端的数据流量是通过Wi-Fi实现的。

而过去20年里Wi-Fi标准演进的主要诉求是持续地增加带宽，提高信息传送速率。从最初第3代的802.11ag只能传送文本文件，仅适合于收发邮件，到第4代802.11n已经能够比较从容地浏览网页，到第5代的802.11ac就可以流畅的播放视频了。

“但Wi-Fi始终有一个与生俱来的应用局限，那就是在多设备共存的环境，数据传输会出现‘卡死’现象。”张鹏飞说，比如今天的会场，无论装多少个路由器，如果大家同时用Wi-Fi，都会出现卡死现象。直到Wi-Fi联盟推出最新的标准Wi-Fi 6 才真正圆满解决了这个问题。

据悉，Wi-Fi 6 通过引入OFDMA， BSS着色、1024QAM和多用户MIMO等技术，彻底解决了多用户共存时通信带宽利用效率问题，并同时实现了大容量、高速率和低延时，Wi-Fi 6 进而采用TWT定时唤醒技术，显著降低了系统功耗，这些技术特征，都将极大地促进Wi-Fi在物联网的应用。

根据TSR数据，2020年全球市场Wi-Fi总出货量将达到33亿颗，这其中采用Wi-Fi 4的有15亿颗，数量最大，采用Wi-Fi 5的有14亿颗，另外有4亿颗采用最新Wi-Fi 6标准的芯片投入市场。张鹏飞认为，随着时间的推移，Wi-Fi 4的产品由于其成本优势，会长期存在并保持成长（这也是物联网中Wi-Fi产品的主流），Wi-Fi 6的数量会逐年稳步成长，并在3到5年的时间内，到达跟Wi-Fi 4 的产品差不多的出货数量，而Wi-Fi 5 的产品会逐步消失。