物联网：支持设计与测试的技术和解决方案

[{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"概述"},{"insert":" \n1999 年，麻省理工学院（MIT）的 Kevin Ashton 在他关于 RFID 标签的演讲中提出了“物联网”一词。他这样描述自己的愿景： \n“现在的计算机和互联网几乎完全依赖人类来获取信息......然而问题是，人们的时间、注意力和准确性都很有限，这意味着我们并不擅长捕捉现实世界中与‘物’相关的复杂数据。假如计算机能在不依赖我们任何帮助的情况下收集数据，了解一切事物的话，那么我们就可以用它们来跟踪并计算每一个‘物’，从而大大减少浪费和损失，降低成本。我们就能知道什么时候需要对‘物’进行更换、修理或是召回；就能知道这些‘物’是否处于最佳状态。” \n在当时，物联网（IoT）上的“物”被设想为可以计数的东西。它们存在于一系列相对简单的应用中，比如运输箱上的 RFID 标签；用于掌握车位是否停满的停车场出入口系统；以及酒店的迷你吧，可以记录您晚上消费的零食并自动将费用计入您的账单。最初，单独的计数系统只是作为自主的独立应用而运行。 \n而现在的 IoT 则具有更广泛的视角，更强调对累积数据的后期处理。因此，这就需要把单独的应用与云存储保持连接，并通过互联网实现远程控制。IoT 所需的网络规模可能难以想象，而要让这种情况成为现实需要绝对可靠的连接，从一开始就设计在产品中，并在整个产品生命周期都要经过充分测试。\n \n传统的产品开发工作中经常会遇到一个个孤岛、一次次返工和碰壁。我们的 Keysight PathWave平台可以支持敏捷的互联设计工作流程。它在一个平台之上集成了是德科技值得信赖的设计和测试软件，可以让您加快进行产品开发。在产品开发路径中，每个步骤都是相互连通和集成的。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"定义“物”的性质和规模 "},{"insert":"\n自 1999 年以来，IoT 已经扩展到机器对机器（M2M）通信和应用领域，例如制造行业和公用事业（天然气和电力）。虽然自动化在制造业中已有一席之地，但 IoT 和所谓的工业互联网都支持更高程度的自动化，同时也提高了制造流程的灵活性和效率。支持远程和前瞻性维护的新工具就是其中的例子，它们可以降低成本，提高竞争力。 \n这些趋势影响了对 IoT 实施规模的预测，预计到 2020 年，各行各业中互联的“物”将达到 150 亿至 500 亿之巨。针对颠覆性的新型 IoT 相关业务的进一步预测表明，其潜在收入将比 IoT 硬件和网络供应的收入高出许多倍。 \n2018 年 2 月，IoT Analytics 根据已组装和分类的 IoT 项目对 IoT 前十大细分市场进行排 \n名。排名前三的细分市场均属于工业物联网（IIoT）应用领域。 \n• 其中，智慧城市由 2016 年的排名第二跃升至第一位。智慧城市中最受欢迎的应用有智能交通、公用设施、照明、环境监控和公共安全。 \n• 排名第二的细分市场是互联行业。最受欢迎的应用是设备监控和互联机械的远程控制，如起重机、叉车，乃至整个矿山和油田。 \n• 互联建筑是 2016 年以来增长最大的细分市场。大多数应用涉及设施自动化，有助于降低能源成本。 \n从工作的角度来定义，物联网中的“物”可以是任何固定或移动的自然物体或人造物体，能够通过网络传输数据。以货物运输、车队管理和船运为例，在这些行业中，智能 BLE标签使得物流公司能够对位置、速度、运输和存储情况进行跟踪。另一个例子是火炬气监控。无线声学传感器可以监控阀门，控制流向炼油厂火炬烟囱的气流阀门，从而提高合规性，降低由于未能及时检测并修复故障阀门而导致的碳氢化合物损失。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/43f2c278bdca4184.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 1. 2018 年 IoT 十大细分市场。 "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"支持技术"},{"insert":" \n按照近期趋势，可能只有一部分器件会使用有线连接（如 USB、以太网、光纤），大多数的 IoT 器件将会采用无线技术。这包括用于移动支付的近场通信（NFC），用于无人值守远程气象站的地球同步卫星，以及蓝牙®、无线 LAN（WLAN）、ZigBee、点对点无线电、蜂窝等等。 \n网络将需要应对具有不同通信要求的各种独特器件。一方面是简单的无线器件，如电池供电的传感器和执行器，它们可在无人值守的情况下连续运行数年，传输非常少的数据。而在另一方面，对于频谱的使用，那些高带宽、任务关键型业务和器件（如电力系统或医疗器件）无论如何都需要有持续、可靠和超级安全的连接。 \n要给每个器件提供唯一标识，需要巨大的 IP 地址空间。由于 IPv4 寻址空间非常有限，目前需要使用集中器（如路由器和网关），因此端到端地使用 IPv6 寻址将会是 IoT 器件的关键推动因素。IPv6 具有几乎无限的地址空间，支持为数十亿器件提供唯一地址。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"访问云网关 "},{"insert":"\n对于大多数 IoT 业务模型而言，基于服务器/云的大数据分析和机器学习非常关键。IoT 使用M2M 通信来收集数据，并在分布广泛的“物”（如传感器或执行器）和云智能之间路由控 \n制消息。许多拓扑结构将网关节点作为“物”和“云”之间的聚合点（图 2）。\n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/f67a26821a808c05.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 2. 无数路径和网关能够并将会用于提供对云的访问"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"网关的复杂程度各不相同。例如，Wi-Fi 接入点包括 IP 路由器，并且还可能包括从以太网和 Wi-Fi 到 ADSL 或其他固定线路协议的转换。更复杂的网关则可能包括使用“边缘”或“雾”应用来进行编程的重要计算资源，这些应用能够进行本地决策。 \n在通信成本比较低，时延可以容忍的情况下，IoT 实施倾向于使用简单的网关，然后将大部分数据路由至“云”，以便进行分析和制定决策。在通信成本比较高或者具有严格时延要求的情况下，通常会指定复杂的网关节点。这些网关可以远程进行维护和配置，并且它们会监控本地的一系列“物”。路由到云的流量可能包括偶发的状态更新，或是超过本地监控阈值时触发的警报（例如，温度超过最高值或有入侵者时触发的警报）。\n许多可穿戴应用和一部分家居自动化应用利用智能手机来提供用户界面或充当网关节点。由于 Wi-Fi 几乎无所不在，因此它成为了许多 IoT 应用的首选。如果无法使用固定线路由Wi-Fi链接，那么通常会使用蜂窝协议。可穿戴应用和围绕智能手机的家居自动化应用中经常用到蓝牙。如果需要通过缩短距离来提升安全性，那么可以选择 NFC。ZigBee、Z-Wave 和 Thread 为家居自动化和智能能源器件可以提供强大的低功耗网状网络。 \nISA100.11a 和 WirelessHART 中包括跳频技术，可意提高安全关键型 IIoT 应用的弹性。新兴的低功耗广域（LPWA）技术（如 LoRa 和 SIGFOX）不仅具有 ZigBee 等技术的成本、低复杂性和低功耗优势，而且能通过窄带、低数据速率协议支持更长距离的传输。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"映射技术与工作范围 "},{"insert":"\n图 3 所示为按工作范围划分的 IoT 技术。无线标准社区使用邻近（proximity）、WPAN、 WHAN、WFAN、WLAN、WNAN、LPWA 和 WWAN 等术语来指示范围。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/af8f154508898eef.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 3. 预期的工作范围与可用的连接技术直接相关"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"许多制式可用于器件与网关之间的短距离连接。为了促进未来的发展，在连接新器件的同 时，新的标准也在迅速形成和演进。目前，有超过 60 种传统制式和新射频格式用于 M2M和 IoT 相关应用。其中一些制式，如蓝牙、WLAN 和蜂窝，已经被广泛使用。而另一部分制式，如 ZigBee 和 Thread 也在特定的市场领域崭露头角。 \n为了加速将产品推向市场，一些公司开发了相对容易创建的专有解决方案，因为这些解决方案具有低数据速率、低功耗传输和低互操作性要求。这种方法可能逐渐会被淘汰，因为市场的全球化正在推动器件通信从采用专有设计转为采用标准化解决方案。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"有潜力的技术一览 "},{"insert":"\n图 3 列出了几种技术：邻近（proximity）、WPAN、WHAN、WFAN、WLAN、WNAN 和WWAN。每种技术均包括一个或多个值得关注的连接标准。概览中包含指向更深层信息的链接（如有提供）。 \n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"邻近（proximity）"},{"insert":"：近场通信（NFC）是一种基于 ISO 14443 频率为 13.56 MHz 的超短距离系统，用于票务、门禁、护照以及与日俱增的移动支付系统。支付应用受 EMVCo 监管，而许多其他应用则受 NFC 论坛监管。NFC 器件可被视作终端，称为邻近耦合器件（PCD）或读卡器。它们也可以视为卡，称为邻近感应耦合卡（PICC）或标签；卡通常由终端产生的射频场供电。NFC 论坛添加了逻辑链路控制协议（LLCP）、简单数据交换格式（NDEF）和简单数据交换协议（SNEP），以实现对等通信（如两个移动电话之间的通信）。如需了解更多信息，请访问 www.emvco.org 和 www.nfcforum.org。 \n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"WPAN"},{"insert":"：在 IoT 领域，蓝牙低能耗（BLE）技术备受瞩目。它专为较低的数据吞吐量而设计，可显著降低蓝牙器件的功耗，允许使用纽扣电池运行多年。用于器件发现、服务发现和数据交换的简化设计将无线传输所需的时间压缩到非常短，从而大大降低了功耗。 \n因此，BLE 可以用于手表、健康监视器和电池供电器具等小型器件。有关 BLE 的更多信息，请访问蓝牙特别兴趣小组（SIG）网站 "},{"attributes":{"underline":true,"color":"#0000ff","link":"http://www.bluetooth.com./"},"insert":"www.bluetooth.com。"},{"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"WHAN"},{"insert":"：为简化开发流程，许多短程无线技术将 IEEE 802.15.4 用作物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）。针对图 4 所示类型，较高层的开发人员指定了适用于目标应用的更高级别协议。这种低速率 WPAN（LR-WPAN）支持 20 到 250 kbps 速率。它专为家庭网络、工业控制和楼宇自动化而设计，这些应用需要低数据速率和低复杂性，并且在许多情况下要求较长的电池使用寿命。如需了解更多信息，请参阅 standards.ieee.org/about/get/802/802.15.html。 \n\t• ZigBee：ZigBee 起始于 2002 年，已经广泛用于各种商业应用。这些器件能够迅速建立连接并交换信息，然后断开连接进入睡眠模式。它的其中一个关键属性是使用包含数千个节点的网状网络拓扑结构。射频以非常低的占空比工作，因此能够通过廉价的电池支持传感和监测应用常年运行。它的目标应用包括智能能源、家居自动化、医疗保健、零售和照明控制，每种应用都有特定的 ZigBee 配置文件和认证。发射机和接收机规范见IEEE 802.15.4 规范的第 10.3 节。如需了解更多信息，请访问 www.zigbee.org。 \n\t• Thread：该技术由 Thread Group 于 2014 年 7 月推出，发展非常迅速。与 ZigBee 类似，这项技术也是以 IEEE 802.15.4 PHY 和 MAC 为基础，但是，它使用基于 IPv6 的低功耗 WPAN（6LoWPAN）协议。它是一个强大的加密网状网络，旨在以安全可靠的方式连接数百个家居自动化产品和器件。网络具有自愈能力，采用不会出现单点故障的配置。它的短消息功能可节省带宽和功耗，而简化的路由协议则可以降低网络开销和时延。如需了解详细信息，请访问 "},{"attributes":{"underline":true,"color":"#0000ff","link":"http://www.threadgroup.org./"},"insert":"www.threadgroup.org。"},{"insert":"\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/ef8e3df079e93b2c.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 4. 至少有四种额外的短程技术建立在 802.15.4 的基础上"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"WLAN"},{"insert":"：Wi-Fi 是使用最广泛的无线互联网连接技术，目前以 802.11a/b/g/n 最为常见。图 5所示为各版本中针对物理层的主要增补。最近的两次增补可满足对高吞吐量数据速率的需求，其中包括工作频率低于 6 GHz 的 802.11ac 和工作频段为 60 GHz 的 802.11ad，前者正在逐渐成为移动电话、平板电脑和 PC 标准。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/e5982ae7432cc40b.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 5. 针对 IEEE 802.11 的几次增补突出了它的普遍性和实用性"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"\t• 802.11ah：即将推出的 802.11ah（HaLow）旨在为 IoT 应用提供低能耗支持。它采用低功耗和低数据速率设计，由于其工作频段为千兆赫以下，因此其工作距离可达 1 千米。 \n\t• 802.11p：也称为车载环境下无线接入（WAVE），802.11p 专门用于车辆的无线接入。在互联汽车中，它为远程信息处理、道路救援、车队管理和年轻驾驶员保险验证等应用打开了大门。未来，802.11p 还将支持 V2V 和 V2I 连接，从而提升车辆安全性，方便交通流量管理和收费。 \n有关各种 802.11 技术的更多信息，请访问 www.ieee802.org/11 和 "},{"attributes":{"underline":true,"color":"#0000ff","link":"http://www.wi-fi.org./"},"insert":"www.wi-fi.org。"},{"insert":"\n \n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"WNAN"},{"insert":"：两项主要技术为 Wi-SUN（IEEE 802.15.4g）和 ZigBee-NAN。IEEE 802.15 智能公用事业网络（SUN）任务组 4g 针对局域网和城域网创建了物理层增补，旨在提供一个有助于大规模过程控制应用的全球标准。Wi-SUN 提供低速无线网络，能够以最小的网络基础设施为分散的大型智能公用事业网络提供支持，可能有数百万个固定终端（www.wi-sun.org）。 \nZigBee-NAN 是近期的扩展，将运营范围扩大到了 1,000 米并且支持端到端 IPv6，因此对大型智能电网网络非常有吸引力。目前，ZigBee 联盟正在与 Thread Group 就家居和商业传感器网络的互操作性展开合作。 \n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"WWAN"},{"insert":"：在部分轻度许可频段（如 868 和 915 MHz）中，部署的是 LoRa（www.lora-alliance.org）和 SIGFOX（www.sigfox.com/en）等 LPWA 系统。对于具有低数据速率和低占空比的应用而言，相比当前的蜂窝制式，LPWA 可延长电池寿命，降低成本，提供更高的链路预算。在使用固定线路或蜂窝 M2M 进行回程的网关节点周围，网络通常采用星形拓扑结构。LPWAN 系统非常适合广泛的工业物联网应用，这些应用需要互联大量器件，才能收集并交换数据。 \n考虑到低功率 M2M 应用将有强劲增长，3GPP 无线接入网络（RAN）工作组已经在开发蜂窝协议，以便在许可频谱中支持 LPWA。 \n3GPP 第 12 版为 LTE 机器类通信（MTC）引入了新的低复杂度器件类别（Cat-0）。Cat-0提高了低数据速率应用的效率，为取得更大进步奠定了基础。 \n3GPP 第 13 版包括： \n• 增强型 MTC（eMTC）Cat-M；LTE 的 1.4 MHz 带宽优化 \n• 扩展覆盖 GPRS（EC-GPRS）；利用重传和其他协议更新来提升链路预算 \n• 窄带物联网（NB-IoT）；针对 LPWA 应用进行了优化的新无线制式NB-IoT 使用 180 kHz 信道带宽，可以与 LTE 一同在带内进行部署，也可以在 LTE 保护频段或重用的 GSM 频谱中部署。标准组织已选定了一些技术，允许通过软件更新在现有的 LTE或 GSM 基础设施中部署 NB-IoT。NB-IoT 也提出了一些要求，包括 10 年的电池寿命，非常低的器件成本和复杂性，并且每个小区的器件数量要超过 60,000 个。虽然 NB-IoT 可以看作是“从零开始”进行的开发，但如有可能，3GPP 会利用 LTE 的协议层。 \n3GPP Rel-13 设定于 2016 年完成。表 1 为截至 2016 年 1 月的关键属性汇总。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/e020f96d0cf01853.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"表 1. 各种 3GPP 制式在 IoT 应用中实现蜂窝和 LPWAN 通信"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"工作频段（非蜂窝） "},{"insert":"\n除蜂窝系统外，当今大多数 IoT 系统都在免许可和轻度许可频段内运行。应用最广的工业、科学和医疗（ISM）频段包括 13.56 MHz、433 MHz 和 2.4 GHz。WLAN 技术通常使用5.8 GHz 左右的 U-NII 频段。部分轻度许可频段也被广泛使用，如 868 MHz、915 MHz 和920 MHz 频率。图 6 所示为 IoT 通信制式的常用频率。图 7 中的地图显示了全球不同地区和国家的常用频段分配情况。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/a443bb96021f439d.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 6. 红色菱形表示频段与 IoT 技术的交叉领域"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/a39b7357eb638d38.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 7. 各个国家/地区的非许可频段或轻度许可频段各不一样"},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"探索设计和测试解决方案"},{"insert":" \n是德科技提供丰富的工具，可以加快将产品从实验室推进到生产车间，以及在需要时进行安装和维护。我们的产品包括 PathWave 设计、仿真和测试软件，以及独立仪器、无线测试仪和模块化仪器。所有这些都基于是德科技备受信赖的测量技术而打造，可以加速您的产品开发工作流程。在产品开发路径中，每个步骤都是相互连通和集成的。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"设计和仿真新器件 "},{"insert":"\n随着 IoT 的日益普及，设计工程师面临以下重大挑战：充分发挥功率效率，管理电热效应，以及在设计变得更加紧凑时处理更大的电磁耦合。在他们面前还有其他一些障碍，譬如如何评估并选择最佳技术组合（如 GaAs、GaN、SiGe/Si/SOI、CMOS），以及如何集成子系统并对照行业标准执行性能验证。 \n随着设计的复杂程度与日俱增，电路仿真变得越来越困难。Keysight PathWave 电子设计自动化（EDA）软件可以解决通信系统中固有的挑战，尤其是 5G、802.11xx、BLE、ZigBee、Wi-SUN 等集成电路和印刷电路板的设计与仿真挑战。\nPathWave 系统设计（SystemVue）是一个专用于电子系统级（ESL）设计的 EDA 环境，在早期开发过程中，工程师可以在这个环境下仿真新产品。PathWave 系统设计使系统架构师和算法开发人员能够为无线通信系统的物理层打造创新设计，它还能为射频、DSP 和 FPGA/ASIC实施人员带来独特的价值。PathWave 系统设计还包括虚拟测量工具，这些工具可以添加到仿真节点上，用来呈现预期的性能。 \n是德科技的其他 EDA 工具包括 PathWave 先进设计系统（ADS）、PathWave EM 设计（EMPro）、PathWave 射频合成（Genesys）、PathWave RFIC 设计（GoldenGate）和PathWave 热设计。移动通信、无线网络、航空航天和国防等行业的领先企业都在使用这些解决方案进行 RFIC、MMIC、射频模块、电路板和系统的设计、开发、仿真（图 8）。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/ffbb32c2bca61021.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 8. 全球超过三分之二的射频/微波设计工程师都在使用是德科技的 PathWave 先进设计系统（ADS）软件来应对 IoT 应用的设计挑战。\n \n在进行 IoT 设计时，PathWave EM 设计（EMPro）、PathWave RFIC 设计（GoldenGate）软件等 PathWave 设计解决方案可以支持工程师成功创建提供短程无线通信的射频收发信机（图 9）。\n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/4cd1b77bc40c3b94.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 9. PathWave EM 设计（EMPro）（左）是领先的 3D 电磁（EM）仿真器，用于无源电路建模和分析，对 IoT 应用至关重要。PathWave RFIC 设计（GoldenGate）仿真和分析软件（右）提供与 PathWave 系统设计（SystemVue）、ADS 和 EM 设计的链接，用于进行完整的 IoT 设计。\n \n随着设计从仿真变成现实，已完成的器件模块可以用到仿真中：通过实际测量或硬件在环测试来替代虚拟工具，使得开发人员能够对仿真性能和实际性能进行比较。完成设计并构建起原型之后，是德科技出色的实验室级台式和模块化测试设备则可以确保测量的连续性。 \n \n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"测量和分析 IoT 器件 "},{"insert":"\n在选择测试仪器时，典型的选择标准包括性能技术指标、测量速度、物理尺寸、配置可扩展性和成本（前期成本和持续成本）。没有哪种解决方案能够满足全部需求。无论是台式仪器、无线测试仪还是模块化解决方案，是德科技都具有一定的优势，能够凭借通用测量技术在整个 IoT 产品生命周期内确保测量结果的一致性和可比性（图 10）。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/6f09a90826a0300d.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 10. 无论是使用台式信号分析仪和信号发生器（上）、无线测试装置（左下）还是模块化解决方案（右下），是德科技的测量技术可确保得到一致的测量结果，让团队迅速找出不正确结果的根本原因。\n \n在设计阶段，X 系列信号分析仪等台式仪器可提供高性能和通用功能，如扫频调谐频谱分析和全面的信号分析和故障诊断功能。例如，PathWave X 系列测量应用软件可用于对多种无线制式执行一键测试，提供与标准一致的 EVM 测量结果、邻道功率（ACPR）、频谱发射 模板（SEM）等（图 11）。它们还可以在所有支持的硬件平台上运用相同的算法和测量技术，例如 CXA、EXA、MXA、PXA 和 UXA 台式分析仪，PXI 仪器模块（如 M9420A VXT）和 EXM 无线测试仪。\n \n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/0e238a7f67f4279f.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 11. PathWave X 系列应用软件支持对一系列无线制式的基本性能属性（如 EVM 和 ACPR）进行一键式表征\n \nPathWave 矢量信号分析（VSA）软件是一款先进的数字调制分析工具，它可以在 45 个以上是德科技测量平台上运行，包括基础的频谱分析仪和宽带数字示波器。它可以进行配置，从而为 IoT 器件中使用的大多数无线制式提供支持，如 2G/3G/4G 蜂窝制式、WLAN、ZigBee、蓝牙和 Wi-SUN。PathWave 矢量信号分析（VSA）软件还支持对超过75 种信号标准和制式进行通用灵活的数字解调，包括如 BPSK 一样的简单调制类型，或是如 4096 QAM 一样的复杂调制类型。开发人员可以使用这套工具查看信号的几乎所有方面，并优化他们的先进设计（图 12）。\n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/a49bbcd8db5c7452.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 12. PathWave 矢量信号分析（VSA）软件使得设计人员能够深入了解当今最先进信号的复杂性\n \n在研发、设计验证和制造方面，PathWave 信号生成软件可以创建与标准一致的自定义测试信号，用于 IEEE 802.11 系列、蓝牙、ZigBee 和 Wi-SUN 等无线通信制式（图 13）。该软件与多款是德科技矢量信号发生器兼容，包括 MXG、EXG 和 基于 PXI 的模块化仪器，以及EXM 无线测试仪。\n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/736300ca4a3b19f7.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":"图 13. 凭借其灵活的信号创建工具套件，PathWave 信号生成软件可以缩短工程师花在信号仿真上的时间\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":" "},{"insert":"\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"其他 IoT 测试解决方案 "},{"insert":"\n除了 X 系列信号分析仪和信号发生器外，我们还提供其他最新解决方案和配置，也非常适合用于开发和制造 IoT 器件。 \n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"M9420A VXT PXIe 矢量收发信机"},{"insert":"：为加快系统开发以及更快、更轻松地测试功率放大器、射频元器件和前端模块，VXT 可实现性能和外形尺寸的理想平衡。 \n半双工和全双工端口可简化测试；信号创建软件和一键式测量应用则有助于标准一致性测试；对 PathWave 矢量信号分析（VSA）软件的支持则可以实现对设计的轻松调试和优化。模块化外形带来了创建定制解决方案所需的测量速度和灵活性，这个解决方案将测试机架的功能全部整合到了单个 PXI 机箱中。一个机箱内最多可集成四台 VXT，满足从产品开发到设计验证再到制造的全过程快速升级需求。 \n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/95d1b615d25ebccf.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"EXM 无线测试仪"},{"insert":"：在 IoT 中，为实现设计验证和大批量制造的经济性，我们需要对早期原型评估到制造过程的器件性能有一致的了解。EXM 具有出色的可扩展性和端口密度以及极其广泛的多制式覆盖，可以实现经济高效的测试。一流的测量性能确保在生产线上实现最高产量和良率。频率覆盖和带宽选件以及新增的 IoT 应用软件使得 EXM 成为一个满足未来需求的平台，可以适应新的测量挑战。 \n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/dd17f0060cf2a5ad.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"UXM 无线测试仪"},{"insert":"：UXM 帮助设计人员开发并优化用于 IoT 的蜂窝器件。它集灵活的多制式基站仿真和功能强大的射频测量与直观的触摸屏用户界面于一身，通过多层协议记录功能提供洞察，以延长电池寿命。UXM 软件版本与 3GPP 标准的演变保持一致，包括机器类通信（MTC）标准。Keysight T4000S 系列 RCT和 RRM 测试系统以 UXM 为基础构建，支持芯片组、模块和手机制造商满足GCF 和 PTCRB 要求。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/10688a07e001929a.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"T3111A NFC 一致性测试系统"},{"insert":"：与 FIME 合作开发的 T3111S NFC 一致性测试系统以 T1141A 测试套件为基础。它可以提供解决方案，用于 NFC、EMVTM 和ISO 器件的射频模拟和数字协议测试。该解决方案包括一个自动定位机器人，可以满足 NFC 和 EMV 期间的各种非接触式测试规范要求。\n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/3d62c162c470ae98.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"N6780 系列电源/测量单元（SMU）"},{"insert":"：IoT 依靠简单的电池供电传感器和执行器保持运行，这些传感器和执行器可以传输少量数据，并且要在无人值守的状态下常年运行。设计和开发这类器件需要用到电池消耗测量工具，用以在睡眠模式、空闲模式和传输模式三种条件下进行测量。电流消耗本质上是随机的，在睡眠模式下只有几纳安，在空闲模式下为几毫安，在传输模式下则为几安培，在非常短的时间内呈现急剧的上升和下降。是德科技的 N6780 系列 SMU能够让您一次性显示从纳安级到安培级的电流消耗并进行深入分析，以提供出色的电池工作寿命。 \n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/343ab5c6727f3dce.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"X8711A IoT 设备功能测试解决方案"},{"insert":"：X8711A 是一款经济高效的空中信令测试解决方案，能够测试 IoT 器件成品在实际工作模式中的功能。它提供定量测量，可以客观地测量关键参数，从而确保器件的质量和性能，并简化测试开发工作。 \n"},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/1470ccda1c5c799b.png"}},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"bold":true},"insert":"X8712A IoT 器件电池续航时间优化解决方案"},{"insert":"：X8712A 是一款集成解决方案，用于执行基于事件的功耗分析，了解设计调整对器件功耗特性的影响。工程师可以使用这个解决方案来优化电池供电 IoT 器件的电池寿命。\n "},{"insert":{"image":"https://files.eteforum.com/article/202302/9425988ce6a8567d.png"}},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"insert":" "},{"attributes":{"align":"center"},"insert":"\n"},{"attributes":{"color":"#ff0000","bold":true},"insert":"展望未来 "},{"insert":"\n随着 IoT 器件的部署数量达到几十亿之巨，确保绝对可靠的连接将变得极其重要。IoT 生态系统覆盖器件、基础设施、云、远程应用软件、后端处理、服务。要在整个生态系统上打造无缝连接，我们首先要有能力创建更好的设计，充分利用越来越逼真的仿真，执行精准且经济高效的测试。凭借硬件、软件和人员的卓越组合，是德科技能够为您提供独树一帜的帮助，助力您创建满足当今和未来需求的 IoT。\n——转自是德科技"},{"attributes":{"align":"right"},"insert":"\n"},{"insert":"\n"}]