《物联网终端信号增强与自适应互联技术的研究及应用》

随着移动通信技术的发展,数据连接正在从人扩展到物,并伴随大规模物联网需求的产生。从可穿戴设备到智能家居,从个人消费品到智慧城市下物流、消防等众多领域,物联网将引发整个社会的革命性变化,具有巨大的市场前景。

物联网无线技术是现有通信终端技术在多行业、新领域的全面拓展,具有产品多样、使用场景复杂、通用化和信号性能要求高等要求,这给产品设计带来较大的困难,如何及时解决产品新需求带来的技术难题变得十分迫切。该项目针对上述问题,从通信终端的天线高效辐射、通用化设计、信号高灵敏度覆盖和数据高速率传输四个技术方向进行自主研究设计,研发成果能够明显提升产品的性能、有效解决多个物联网产品的技术瓶颈。该项目的研究成果能够实现天线面积和数量需求减小50%、提升信号接收灵敏度1-2dB、通信系统多场景应用兼容和提升传输速率20%。该项目主要创新点如下:

(1)物联网终端天线小型多馈入辐射激发技术:辐射面积不足导致无线信号的辐射效率低是物联网终端集成化设计急需解决的技术难题。该设计基于本征模式激发的前沿理论,通过对天线系统的本征模型分析和信号电流的闭环激发设计,结合自主创新板载多模信号环路激发设计,实现多馈入天线的小型集成设计,有效减小物联网终端天线面积和天线分支数量50%以上。

(2)物联网无线模组自适应技术:物联网终端的多场景兼容和模组通用化是产品的核心竞争力之一,该设计通过天线方向性可调谐专利技术,实现物联产品在不同使用场景和互联模式的天线自适应;自主创新的核心板自适应设计,通过多类型天线在板路的兼容搭载,解决模块在多产品的通用化设计难题。以上有效提升天线方向性灵敏度1-2dB,并实现四类型天线板载兼容设计。

(3)物联网终端信号灵敏度增强技术:弱场、复杂电磁环境或高精定位等物联产品,对信号灵敏度有特殊要求。该技术创新通过自主研发的PGA Gain和BPIQ干扰测试系统在多干扰源环境中快速确定干扰源;通过首创智能接收模式切换设计技术,智能切换前端接收滤波模块的工作模式,达到优化无线接收灵敏度的目的,有效提高天线灵敏度1-2dB。

(4)物联网终端的高速率传输技术:小型化高速率传输始终是无线通信技术的重点研究方向,无线相关性是影响传输速率的最主要因素,该技术创新性地通过本征模式天线技术实现方向性预设调节;通过去耦隔离设计和天线垂直极化拓扑布局设计增加了信号无线隔离度,有效提升无线传输速率20%以上。

该项目完全自主研发,在知识产权方面,获得已授权发明专利9项,SCI期刊论文4篇,软件著作权1项。

该项目产生的研发成果已广泛应用在海信智能家居、可穿戴产品、医警用终端、商用通信设备等多领域产品中,为国产通信终端的发展提供了技术支撑。提升了相关产品在国内外市场的技术竞争力,带动了产业链上下游的发展,为中国通信产业的发展做出了贡献。该项目取得了良好的经济效益和社会效益。自2017年1月至2018年12月,已实现新增销售额5708.44万元,新增利润1069.23万元,新增税收167.72万元。

成果说明

该技术自2017年1月起开始正式应用,陆续应用在海信POS机、行业通信终端、手机、医警用终端、军用通信终端、智慧家居、智慧消防终端、核心板和技术外售等项目,同时应用在和盈互联多款全网通智能手表。开拓了海信与和盈互联产品在国内外的广阔市场,拓展了相关产品领域的和深度,提升了海信与和盈深度定制研发方面在业界的影响力。海信同时在基于物联网技术的NB-IoT技术研发及相关产品的研究走在同行业前列,并率先同运营商合作实现相关物联网设备的预商用,并推动了产业链的多元化发展,为相关行业终端的物联网换代升级需求奠定扎实的

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