创新维度:业界首款基于SDR的NB- IoT芯片

2017-08-09 15:15:33 访问次数: 1656
推出“中国首个基于SDR的窄带物联网芯片”的小公司,能否在物联网时代逆袭

2017年8月3日晚上9:00,联动原素“i访谈”栏目进行了一场不同于以往的访谈活动。创新维度科技(北京)有限公司在访谈中,介绍了其近期研发的“业界首款基于SDR(软件定义无线电)的物联网芯片”。

访谈

据创新维度创始人张源介绍,2016年初,张源与其他几位均在一线芯片厂商有过10年以上工作经历的同仁,看中了物联网产业2.0时代的发展契机,联合成立创新维度,专注于物联网终端芯片的研发。

未来的通信技术,无论是设备的实现,还是组网方式,都在向着虚拟化,云化和智能化的方向推进。在此背景下,张源带领团队在业界第一个提出了基于SDR的窄带物联网芯片实现方案,以便有效地满足物联网碎片化的市场需求。因为在创新维度的团队看来,基于SDR的物联网芯片有以下特点:

1. 可以有效降低modem对硬件平台的依赖,所以可以灵活定制不同型态的硬件平台和功能模块;

2. 提供MCU功能,“我们的芯片可以认为是一颗具有NB-IOT通信功能的MCU”;

3. 支持在线升级,“无论3GPP协议如何升级,都可以通过空口进行软件升级,为行业用户消除了芯片部署之后硬件改动的后顾之忧”;“产品迭代速度快,极大降低了研发成本”;

4. 芯片具备集成GPS/北斗或者其他制式的通信协议栈的能力,支持定制化以及二次开发,“比如数据压缩,自定义安全算法等需要较强处理能力的功能模块”。

于是,2016年6月底,NB-IOT的3GPP标准正式冻结后,创新维度的研发团队用3个月的时间,到9月底完成了完全符合3GPP标准的NB-IOT原型机。此后,在中国移动研究院,作为业内第一家第三方芯片平台,与大唐移动、爱立信,诺基亚等基站厂家实现了端到端互连和业务展示。“准备在17年3季度正式推出商用的NB-IOT芯片,”张源透露说。

在整个访谈的过程中,听(群)众(友)提问最多的还是功耗问题、价格问题、各种应用场景的实测数据,比如时延、定位精度、轮询,以及真正流片后的技术参数是否会发生改变等。


以下为访谈实录:

【联动i访谈第234期-物联网跨界专场】
时间:2017.08.03,周四晚21:00-22:30 
嘉宾:张源创新维度CEO

凌天有创新维度联合创始人
主持人: 严尔银瑰柏科技合伙人
组织者:联动原素&《物联网与云计算》杂志


嘉宾介绍:



张源博士,创新维度创始人。英国Surrey大学攻读博士和从事研究,英国、欧盟及美国专利持有者。其间曾经参与多个欧盟4G框架项目。曾任英国Aeroflex公司剑桥研发中心首席工程师,新产品研发部主管,以及英国5G创新中心(5GIC)工业界导师(兼职)。在Aeroflex, 张源博士主要负责5G新产品和技术创新,并代表公司参加3GPP国际标准会议。

主持人介绍:

严尔银,北京瑰柏科技有限公司合伙人、商品供应部总监。负责公司健康管理促进服务系统平台项目的供应链管理及战略合作伙伴、特定渠道的健康管理解决方案服务输出项目负责人


主要问题

主持人现在进入今天的访谈环节,首先请张总介绍一下贵司的发展历程。

张源创新维度是2016年5月在北京成立的,是一家留学归国人员创办的新兴高科技公司,主要从事物联网终端芯片的研发,以及5G移动通信新技术的研究和应用。公司核心团队均来自业内一线厂商,有10年以上的产品开发和市场扩展经验,公司成员曾获得10余项欧洲、美国、中国专利授权。目前已获得雄厚资金和国家相关政策的支持,已经和运营商、业内一线基站设备厂商,以及国内和欧洲高校建立了紧密合作关系。

2016年6月底,NB-IOT的3GPP标准正式冻结,到2016年9月底,创新维度的研发团队就完成了完全符合3GPP标准的NB-IOT原型机。我们是比较早参加了中国移动研究院的NB-IOT测试。在中国移动研究院,作为业内第一家第三方芯片平台,与大唐移动、爱立信,诺基亚等基站厂家实现了端到端互连和业务展示。

目前,我们的芯片平台正在逐步有序的开发过程中,预计在17年3季度正式推出商用的NB-IOT芯片,实现低成本,低功耗和广覆盖,达到业界领先水平。于在NB-IOT产业发展中的贡献,2017年创新维度被推选为中国信通院移动物联网产业联盟的理事单位。同时,我们也被选举为北京市科技创新基金支持单位,以及2017年北京市优秀创业项目。

前不久,我们做为12家受邀企业之一,也参加了科技部火炬中心和中国互联网投资基金联合举办的中国互联网发展调研活动。

主持人谢谢张总的介绍,真心不容易。产品预计在今年的3季度投入商用,这是个好消息。请向大家介绍一些贵公司的产品。

张源是的,我们要赶上物联网2.0兴起的大潮。现在,物联网2.0的发展有很多新的趋势。我比较喜欢彼得.蒂尔的"从零到一",他说,创新不是对过去成功经验的重复,而是在全新的维度上颠覆过去的认知。这也是我们创新维度名字的由来。

我们的产品理念是坚持以创新为驱动,以自主知识产权为基础,从全新的维度诠释科技产品。目前,无论是物联网技术,还是未来的5G通信技术,其设备的实现和组网方式,都在向着虚拟化,云化和智能化推进。所以,顺应趋势,领先跨入未来的移动网络,是我们研发物联网(NB-IOT)芯片的出发点。基于此,创新维度在业界第一个提出了基于SDR的窄带物联网的终端芯片实现方案可以有效地满足大家公认物联网碎片化的市场需求。

一句话,我们现在主要是研发SDR架构的NB-IOT物联网芯片。

主持人对于NB-IOT这个词可能有很多群友可能有些陌生 我记得今年4月份左右与一个做居家养老产品的朋友聊天时第一次听说,他说他们在研发这个技术搭载的产品。讲了与很多现有物联网设备芯片的差异性我代部分群友请教个问题现有市场上常见的物联网设备通信方式有哪几种?都搭载着哪些常见的设备是我们常能见到的?



张源NB-IOT是3gpp标准化组织去年提出的技术,是向5G演进的重要技术。它代表的是广域、低功耗的物联网。就是说,城市级、国家级的这样一张大网,和它类似的技术有lora, zigbee等等。但主流业界支持的目前只有NB-IOT,典型应用包括,共享单车,需要物联网芯片把定位信息回传。还有智能城市、智能停车,远程抄表,pos机,等等。

主持人好的。有基本的概念了贵司的产品与NB IoT现在市场上所见到的其他芯片相比,有什么异同?

张源我们是市场上首款基于SDR设计的,和主流网络设备厂商完成互通测试的NB-IoT芯片。和其他芯片相比,我们的产品具有以下特点 -

1、基于SDR(软件定义无线电)的物联网芯片, 可以灵活定制不同型态的硬件平台和功能模块;

2、提供MCU功能,我们的芯片可以认为是一颗具有NB-IOT通信功能的MCU;

我们是有终端处理能力的,可以认为是一个物联网智能终端接入平台。

3、支持在线升级,无论3GPP协议如何升级,都可以通过空口进行软件升级,为行业用户消除了芯片部署之后硬件改动的后顾之忧;产品迭代速度快,极大降低研发成本;

4、我们是平台式芯片,具备集成GPS/北斗,或者其他制式的通信协议栈的能力,支持定制化以及二次开发。比如支持自主安全算法,数据压缩,图像识别等等。

主持人您认为贵司在产品、技术、商业模式及团队管理等方面做出了哪些创新?

张源我们的产品和目前市面上的其他产品最根本的区别在于:我们的芯片平台引入了SDR的设计理念。SDR在3G、4G时间就被尝试过。但目前,绝大部分3g/4g通信芯片方案还是使用固化的ASIC硬件做高速处理。由于SDR可编程的极大便利性,吸引了不少公司在向这个方向努力。去年小米研发的松果4g芯片就是SDR的方案。

到了NB-IOT物联网时代,其传输速率低,高速处理的需求极大降低,本身对硬件的需求不高,是SDR方案从根本上有了应用的可能。而在定制化方面,SDR由于其灵活的架构,有着不可比拟的优势。同时在其他方面,比如产品开发的迭代速度,二次开发的难易度上,SDR是远远领先于现有方案的。

主持人贵司在发展中遇到的最大问题,和机遇分别是什么?


张源2017年,物联网2.0的大潮正在兴起,许多业内权威机构预测,2018年我国物联网市场规模突破1万亿美元;2019年,移动物联网连接将超过传统蜂窝连接。我们深深感到,我们的事业正处在蓬勃兴起的初期。要抓住机遇,要靠加倍努力的工作。

NB-IoT是个新兴的、碎片化的市场,如何在蓬勃发展市场中抓住机遇,发现新兴的增长点,最好的满足市场的需求是我们面临的挑战。

我们的团队都是首次创业,在掌握核心技术的同时,技术之外的问题,比如运营、财务、市场、宣传等等,都是我们面临的挑战,整个团队也是逐步摸索,找到最适合我们自己发展的方式,用一句话说起来,就是“前途光明,道路曲折”。

优势互补,在合作中共赢,这里还应提起的,是我们的合作伙伴(目前尚处于保密阶段),在不断沟通与交流中,使得我们自己的产品路线、商业模式都变得愈加清晰和明确。

主持人您认为未来哪些方面的发展或者改变,比如技术、商业模式、合作伙伴等,会对贵司产品的发展带来挑战?或者成为其发展的助力?

张源目前物联网的发展模式,还是沿袭了大部分互联网的信息处理模式,都是“端-管-云”的模式。在应用的现场,“端”只负责收集数据、执行指令,而“云”负责所有的数据分析和控制逻辑功能。而目前,互联网已经向着“边缘计算”或者“雾计算”的方向发展,就是将部分数据分析和控制逻辑功能,放到了应用场景的附近来实现,这样的好处在于决策迅速,不必返回云端决策,使得物联网终端更加智能化,而不断发展的AI也会促进这一趋势。

在这样的行业趋势下,物联网终端(芯片)的处理能力就是一个需要考虑的因素,如果将物联网终端(芯片)仅仅作为一个数据采集点,可能会错过 “边缘计算”或者“雾计算”的发展趋势。而我们提出的SDR芯片理念,恰恰使芯片具备了这样的能力,在新的物联网时代也游刃有余。举个简单例子,现在有些行业应用,抄表和数据监测是拍照片,在把照片回传回后端。如果能够进行终端图像识别,就省去不少麻烦。

随着物联网的普及,更多的应用会被开发出来,由于nbiot自己的特性(低成本,低功耗,广覆盖),使用nbiot的场景可能被极大扩展,会更好的推动包括我们在内的物联网行业的大发展。

同时,未来可能有更多的公司来参与物联网的芯片,作为第一家SDR方案的完成者,我们沉着应对挑战,继续以创新来引领自身的发展。

主持人您如何看待目前整个物联网产业的发展态势?您认为芯片在整个物联网产业发展中起着怎样的作用?



张源中国拥有全世界最大的的单一NB-IOT物联网市场。目前国内的运营商已经启动大规模NB-IOT网络建设,中国电信已于今年6月宣布在全国建成了NB-IOT网络。工信部也专门发文,要加强NB-IOT网络建设。这也是我们说NB-IoT和其他广域网技术,有本质的区别。这对于国内的NB-IOT物联网行业而言,有巨大的促进作用。

今年可以称作是物联网2.0的发展元年,预计从明(2018)年开始,物联网行业会呈现爆发式的增长,各个行业的杀手级应用会不断涌现。在这个过程中,芯片的发展起着至关重要的作用。芯片作为产业环节的上游,其发展水平(成本,功耗,成熟度)直接影响了整个产品的发展。比如蓝牙芯片,因为成本和功耗足够低,目前已经产生了新一轮的市场爆发力。

目前的NB-IOT芯片,还受到协议不成熟,网络覆盖不完善的影响,无法实现大规模出货,从而导致了成本的居高不下,相信随着行业的发展,很快就会解决这些问题。

主持人基于目前的产业发展状况,贵司近远期的发展规划如何?



张源今年和明年,在物联网的发展初期,通过基于SDR的芯片平台,解决物联网市场碎片化的问题,在产品定制化和多模集成方面,深耕一批行业用户。

等待物联网市场开始爆发增长之后,针对特定行业的大量专用市场需求,我们定制SoC芯片平台,来降低芯片的成本,实现大规模出货。

主持人好的。这个问题基本已经算回答了有合作需求的加张总和凌总微信价格私询哈访谈最后一个问题,张总还有哪些需要补充的?

张源在物联网市场存在巨大商机的同时,也存在前所未有的挑战。一方面,由于3GPP关于NB-IOT的协议版本还在不断演进,对于现有的芯片厂家而言,使用单纯硬件实现的物联网芯片,在面对3GPP协议版本存在关于物理层等重大特性完善或者升级的时候,必须重新流片,否则将无法与升级后的网络相匹配。

对于物联网芯片部署量很大的城市基础设施,比如水表、电表和燃气抄表应用,以及电力线监测等方面,其部署环境决定了芯片难以进行二次维护和升级,比如水表,电表一般部署在管道井里,电力线监测设备往往深埋在地下,或者架在高压线传输塔上。这些行业的物联网产品部署特性,决定了其采用的芯片产品一旦部署下去,就不会轻易改动或替换。这样的市场特点,导致了目前仅有一家厂商真正流片,其他厂商还在等待最终版本的协议。

而已经流片的产品由于不支持最新的协议,可能无法兼容最新的协议标准,重新流片在所难免。而由于芯片流片的成本高,研发和测试周期长,从而导致了物联网芯片价格居高不下,即使运营商进行价格补贴,短期内物联网芯片的价格也无法达到2G、3G等成熟通信模块的水平,使得行业用户使用物联网芯片的积极性不高,阻碍了物联网芯片在垂直行业用户的推广。

另一方面,目前芯片厂家的商业模式,是将NB-IOT芯片授权给模组厂家进行生产,再由模组厂家向行业用户进行销售,这种模式的优点在于产业链结构清晰,但是多级产业链条导致了最终用户买到的模组成本居高不下,在这个角度上说,其对NB-IOT物联网的推广效果并不理想。

我们的基于SDR理念设计的物联网芯片,就是为了更好的应对这些业界的挑战,尤其在前期,由于其可直接软件升级的特性,必将带来极大的便利性。

主持人好的。感谢张总和凌总的分享。谢谢!

张源多谢主持人,联动,和各位群友


吐槽环节

刘世宏(叉车车队管理【车联网】):能否给个价格趋势时间表,未来三年,NB-IoT的芯片价格和应用价格会是多少?

凌天有(创新维度联合创始人销售总监):价格的话,现在市场上一些厂家的模组价格一般都在70-100左右,从这个可以推算出芯片价格。未来有可能真正讲到5美元、2美元甚至1美元,但是还需要一段时间。因为芯片的价格和出货量是成正比的。

对于市场来讲,拿到我们的芯片/模组+MCU的整体价格不会超过10美元。

曾土泥:功耗是如何呢,我是说连续寻呼场景下的功耗?

Noyacc功耗呢?

张源:它的功耗有三个等级,活跃状态、待机状态和休眠状态。在活跃状态下,上行发送功耗是在400毫瓦这个量级,这主要是由23dBm的上行最多发送功率和PA 的效率决定的。我们说的NB-IoT低功耗,主要是指其休眠周期长。在休眠时,可以通过灵活的电源管理,关断不必要的处理单元。NB-IoT不是为了连续寻呼设计的系统。

这不仅反映在功耗上,也反映在各个协议层处理上。如果是连续寻呼的场景,是不可能达到10年供电的目标,我想,连续寻呼的场景可能eMTC更加合适。那么在休眠状态下,我们的芯片是可以达到微瓦量级,从而满足10年供电的需求。

李晓妍现在实测的应用场景有哪些?

张源我们和主要的网络厂商都实测过,如大唐,爱立信,诺基亚等,和大唐演示过温度传感器的项目,以及在健康检测,还有学校的学生检测等方面都有做过实测。

JQ华为的推的早,国内目前是主流,和华为芯片比竞争力在哪里

张源比如华为最初是不开放MCU的,我们的平台支持二次开。相对来讲,更加灵活,更容易升级和集成终端运算。

凌天有总体上,可以说华为引领了NB-IOT的标准发展,也在引领NB-IOT的行业应用发展,这方面我们也在不断向华为学习。

李晓妍还有啊,做芯片,投入很大,资本方面你们现在什么架构啊?

凌天有芯片投入问题,这一点恰恰是我们这个SDR方案的优势,前期不需要流片,就可以以较低的成本获取到芯片,非常适合小公司。植根于某些行业之后,有了出货量的支撑,那时候,再考虑流片的事情不迟。所以,目前需要的资金量适中,主要靠前期的投资就可以支撑。物联网是个大的蓝海,我们就好像在修建基础设施,一旦基础设备完备了,各种应用都会应运而生。

李晓妍对,技术肯定是演进的,你们肯定也要演进。你们的一些实测数据,有没有可以分享的啊?

凌天有实测数据,主要是最大MCL,功耗和协议一致性等方面。我们和几个基站厂家在移动研究院都测试过MCL,可以达到标准标称的164dB。

功耗确实是个难测的参数,和应用场景有关,我们还在内部测试。协议一致性,R13已经进行了完备的测试,这方面没有问题。

朱俊骐电源芯片:定位精度有多少?

张源这个我手头没有准确数据,我们可以随后交流,它的精度是高于4G网络定位精度。我们认为,定位是个重要的功能,3gpp也很重视。

朱俊骐电源芯片:NB自身定位的话,增强的情况下也就50米。

张源对,是这个量级的。可以进一步通过拟合算法,数学上提高精度。这个是通信本身的精度。

模拟科技王成目前的NB好像只适合抄表等采集频率比较低的,对于采集速度稍微快的比如一分钟一次还要求低功耗什么推荐方式吗?

张源是的,频率高的通信和低功耗是有矛盾的。一分钟频次的通信是可以用nb-iot的,但是供电无法保证设计年限。

赵小飞SDR这个优势可以降低NB芯片的进入门槛,目前市场上除了海思、高通、展锐、MTK这些大厂外,已有不少小团队也在做NB芯片,是否未来物联网芯片规模经济的特点会有所下降?

李晓妍@赵小飞 肯定会下降

张源是的,据我们了解,有些团队在做。但真正进到移动研究院和基站厂商测试的小团队,仅有我们一家。


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