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文檔簡介
星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進白皮書PAGEPAGE4前 言10~20m30111億片,預計2023年將超過160億片。而隨著智能汽車、智能終端、智能家居和智能制造等簡稱為“星閃(SparkLink)”。星閃支持兩種空口接入技術(shù),分別稱為星閃基礎(chǔ)接入可支持99.999%的傳輸可靠性和可支持250s-110dBm的接收機靈敏度和多達256個用戶的并發(fā)接入。本白皮書分享了星閃技術(shù)在智能汽車、智能終端、智能家居和智能制造等4個領(lǐng)域紹了星閃1.01.0系列標準已于20211.0(5.1系統(tǒng)、低時延高清投屏原型系統(tǒng)、5G+星閃融合的電機同步控制原型系統(tǒng))相繼推出并2022的加速趨勢。2.0豐富的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。目 錄1無線短距離通信技術(shù)的市場和價值分析 2無線短距通信技術(shù)的市場現(xiàn)狀 2星閃技術(shù)的發(fā)展機遇 32星閃技術(shù)的應(yīng)用場景和需求 52.1智能汽車 52.1.1無線主動降噪 62.1.2車機互聯(lián) 7車內(nèi)AR/VR與云交互 7汽車無鑰匙進入與啟動 7車載免提通話與車載娛樂系統(tǒng) 8無線電池管理系統(tǒng) 92.2智能終端 10手機與耳機無線音頻傳輸 10可穿戴設(shè)備文件傳輸與操控 112.2.3無線投屏 112.2.4實時手機游戲場景 122.2.5定位與感知 132.3智能家居 14智能音箱音頻 14智能電視/視頻投屏 152.3.3攝像機/可視類 152.3.4電工照明類 16全屋網(wǎng)絡(luò)智能 16智能家居空間場景化 17家庭隱私保護 182.4智能制造 19產(chǎn)線設(shè)備控制 20大規(guī)模數(shù)據(jù)采集 212.4.3工業(yè)檢測 21AGV遠程控制 22設(shè)備智能巡檢 22流程制造的過程控制 223星閃技術(shù)及標準化介紹 23星閃RELEASE1.0系列標準概述 23星閃RELEASE1.0空口和上層協(xié)議介紹 24星閃技術(shù)演進與標準化路徑 26星閃無線頻譜需求 264星閃技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程 274.1星閃產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建 274.2產(chǎn)業(yè)進展 284.2.1樣機及芯片 284.2.2測試與授權(quán) 30星閃Openlab開放實驗室建設(shè) 30典型應(yīng)用落地節(jié)奏 315總結(jié)與展望 31星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0星閃無線短距通信技術(shù)(SparkLink1.0)產(chǎn)業(yè)化推進白皮書PAGEPAGE10縮略語AGV AutomatedGuidedVehicle 自主導航車輛AIoT ArtificialIntelligence&InternetofThings人工智能與物聯(lián)網(wǎng)ANC ActiveNoiseController 主動噪聲控制器AugmentReality 增強現(xiàn)實CPE CustomerPremiseEquipment 客戶前置設(shè)備CAGR CompoundAnnualGrowthRate 復合年均增長DToF DirectTimeofFlying 直接飛行時間EUC ElectronicControlUnit 電子控制單元InertialMeasurementUnit 慣性測量單元IVI In-VehicleInfortainment 車載信息娛樂系統(tǒng)LDAC LowDelayAudioCodec 低時延音頻編解碼MIPI MobileIndustryProcessorInterface 移動產(chǎn)業(yè)處理器接MTP toPhotons 運動到顯示NR NewRadio 新空口(3GPP通信標準OSI OpenSystemInternconnection 開放系統(tǒng)互聯(lián)PDA PersonalDigitalAssistant 個人數(shù)字助手PEPS PassiveEntryPassiveStart 無鑰匙進入及啟動系PLC ProgrammableLogicController 可編程邏輯控制器RMSE RootMeanSquare Error 均方根誤差SINR SignalInterferenceNoiseRatio 信干噪比SLAM SimultaneousLocalizationAndMapping 同時定位與地圖構(gòu)建SLB SparkLinkBasic 星閃基礎(chǔ)接入技術(shù)SLE SparkLinkLowEnergy 星閃低功耗接入技術(shù)SoC System-on-Chip 片上系統(tǒng),系統(tǒng)級芯片T-Box TelematicsBox 遠程信息處理器TWS TrueWirelessStereo 真正無線立體聲VR VirtualReality 虛擬現(xiàn)實VST VirtualStudioTechnology 虛擬工作室技術(shù)無線短距離通信技術(shù)的市場和價值分析無線短距通信技術(shù)的市場現(xiàn)狀10~20mWiFi(NFC)IDC2022100的汽車市場規(guī)模將快速攀升。汽車內(nèi)部感知融合、外在網(wǎng)聯(lián)通信等需要車內(nèi)傳感器/控制器/執(zhí)行器之間、車輛和車外設(shè)備之間進行信息傳遞,由此每輛汽車對無線短距通信30功能。IDC1,20246.37(CAGR12.4%算TWS要載體,集成各種智能應(yīng)用,有望成為智能手機之后的消費電子熱點。AR/VRAIoT防和智能光感等領(lǐng)域尚處于成長期,IDC2025CAGR15.8%(Statista)2,對無線短距通信芯片的總體需求每年以十億來計量。Research32025年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的短距連接數(shù)將達370億個。星閃技術(shù)的發(fā)展機遇下面以智能汽車、智能終端、智能家居和智能制造為例進行介紹。4000件,這也不可避免地引入了可靠性風險。2-3以及多設(shè)備之間干擾規(guī)避,傳統(tǒng)無線短距通信技術(shù)難以滿足。(等速率信技術(shù)多考慮單一或少數(shù)性能的極限優(yōu)化,很難兼顧。VRVRCloudVR18Mbps同步,現(xiàn)有低功耗短距技術(shù)在高速率支持上天然不足(主流版本音頻速率最高到328kbps),異步接入技術(shù)框架在多設(shè)備同步方面存在能力不足。此外,家居場景通信加,對傳輸可靠性也提出挑戰(zhàn)。(如(PCL(如高溫景下很難兼顧高速率和確定性的服務(wù)質(zhì)量。技術(shù),如藍牙的速率和時延等劣勢、WiFi術(shù),星閃技術(shù)在此需求背景下應(yīng)運而生。(SLBSLE圖1 星閃技術(shù)應(yīng)用場景示例星閃技術(shù)的應(yīng)用場景和需求術(shù)的典型適用場景及業(yè)務(wù)需求。智能汽車ECU1.2通信向無線通信加速演變的趨勢。典型的車內(nèi)無線通信場景包括:座艙娛樂類,如無線主動降噪,無線娛樂投屏,多聲道無損音質(zhì)傳輸?shù)?;信息輔助類,如流媒體后視鏡,全景環(huán)視等;舒適便利類,如燈光控制等;車載安全類:如電池管理系統(tǒng)等。對星閃技術(shù)需求總結(jié)見表1,具體場景的介紹見2.2.1至2.1.6。表1 車載應(yīng)用的通信要求業(yè)務(wù)需求單向時延傳輸可靠性(塊成功率)傳輸速率無線主動降噪48kHz音頻,量化比特應(yīng)>16比特,宜24比特;至少12路麥克風和13路揚聲器;<20s≥99.999%≥768kbps車機互聯(lián)(視頻)至少1080視頻,宜4K;至少2路投屏,宜4路投屏,至少2個設(shè)備分別投屏;<2ms;≥99.999%應(yīng)>10Mbps/路,宜>53.1Mbps/路;車機互聯(lián)(音頻)至少4路揚聲器<15ms≥99.999%應(yīng)>320kbps,宜1.4Mbps,可18Mbps車內(nèi)AR/VR與云交互視頻,終端側(cè)操控指令<2ms≥99.999%應(yīng)>12.4Mbps,宜>53.1Mbps免提通話與娛樂至少4路麥克風和4路揚聲器≤25ms≥99.999%單路≥5.9kbps,最大128kbps無鑰匙進入與啟動支持端到端安全防護,具有低功耗要求<50ms>99%≥20kbps無線電池管理系統(tǒng)管理和監(jiān)控電池組的核心參數(shù)和狀態(tài),電池組充放電過程控制(在線診斷與預警、均衡管理、熱管理)<2ms/節(jié)點≥99.999%至少≥3.8Mbps,宜支持10Mbps以上;無線主動降噪2(主動噪聲抑制控制器(ANC)在接受者耳部產(chǎn)生一個幅度相同相位相反的聲波,從而使多麥克風、多揚聲器、ANC控制器以及其他車內(nèi)感知設(shè)備的連接,從降本減重以及靈活部署等維度看,無線傳輸方案存在明顯優(yōu)勢。圖2 車載主動降噪原理基于星閃的無線主動降噪系統(tǒng)將麥克風、次級聲源、ANC控制器線纜連接的通信線要求單向傳輸時延不大于20量級在1車機互聯(lián)手機端通過星閃技術(shù)與車載通信終端建立連接,將內(nèi)容投屏到車載顯示器上,通過車載顯示器、物理按鍵或語音命令可以操作手機里的導航、視頻、音樂和游戲等功能。車內(nèi)AR/VR與云交互AR/VR智能終端通過星閃技術(shù)與車載通信終端及云端建立通信連接,車載通訊終端為智能終端提供網(wǎng)絡(luò)鏈接,云端為智能終端提供云化處理能力,包括AR/VR應(yīng)用場景中的數(shù)據(jù)處理、渲染等。車內(nèi)AR/VR終端與云交互的信息內(nèi)容如下:AR/VR步信息等。云端向AR/VR終端的傳輸內(nèi)容:渲染處理結(jié)果、交互同步信息等。汽車無鑰匙進入與啟動4仿真研究表明,通信和信號處理引入20-50s時延會導致5-10dB的額外降噪性能損失。(PEPS以及一鍵啟動發(fā)動機等功能,具體如下:(離開(根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)定功能);級別。車主只需按動按鍵或旋轉(zhuǎn)旋鈕即可啟動發(fā)動機;低功耗:降低車載控制模塊、智能鑰匙和電容感應(yīng)開關(guān)靜態(tài)功耗;防中繼攻擊:無線通訊信息不可截取和偽造攻擊;車載免提通話與車載娛樂系統(tǒng)圖3放出來,讓車內(nèi)的駕乘人員不需費力就可以實現(xiàn)輕松的語音溝通。圖3車載免提通話數(shù)據(jù)流向有助于節(jié)約整車成本以及降低重量。無線電池管理系統(tǒng)動力電池是新能源汽車的核心零部件,整車成本中占比達到40~50%左右,直接影SOCSOP圖4 新能源汽車電池管理系統(tǒng)車載BMS存在以下業(yè)務(wù)需求:96200以上電池單體的快速接入工作和多維傳感器信息采集上報;20Hz,1Hz;滿量程滿量程±2~3℃;<300ms現(xiàn)有成熟方案是基于CAN總線或者SPIPACK的組裝成本和便利的系統(tǒng)集成制造和電池梯次利用等。智能終端/VRPCCPE(/手環(huán)連接等App延、大容量、高精感知等方面,對星閃技術(shù)提出了更高的要求。手機與耳機無線音頻傳輸如圖5前藍牙耳機僅能傳輸1Mbps以下碼率的有損壓縮音頻問題,提供高清音頻傳輸?shù)臉O致體驗。圖5 手機+耳機場景通過手機與耳機的無線連接,由于現(xiàn)有無線短距技術(shù)的限制,無線音頻傳輸?shù)捏w驗有一定缺失,可穿戴產(chǎn)品的極致音頻體驗效果需求如下:低功耗實現(xiàn)穿戴設(shè)備長續(xù)航:超長待機續(xù)航和回連時間<1s,間>7小時;高速率滿足96KHz采樣24比特位寬高清音頻1920kbps速率傳輸,支持2路的DSD音頻流;靠近發(fā)現(xiàn)(ms級),指向連接;高精度級別時間同步實現(xiàn)耳機/音箱之間的時間同步。具體對星閃技術(shù)的需求如表2為,大于1m時為,兩天線測角在10m內(nèi)精度為度,功耗1.8mW。表2 手機與耳機無線音頻的通信要求吞吐率傳輸時延功耗通信距離音質(zhì)重連時延音樂播放12Mbps10ms<10mW>100m96kHz*24bit<1s語音通話4Mbps10ms<5mW>100m48kHz*16bit<1s耳機MIC12Mbps10ms<10mW>100m96kHz*24bit<1s可穿戴設(shè)備文件傳輸與操控手機與手表/手環(huán)聯(lián)動的應(yīng)用場景主要為升級App(投射到音箱和TV超長待機續(xù)航>30天;掃描發(fā)現(xiàn)背景任務(wù)常開,達成業(yè)務(wù)零等待;長距離指向性找物,精確指向性操作IoT設(shè)備;支持安全距離解鎖,支持防中繼攻擊;支持多個可穿戴設(shè)備和手機間的群組通信,在多運動傳感器(獨立設(shè)備)作同步。具體對星閃無線短距通信的需求如表3。對手表/表4表3可穿戴設(shè)備文件傳輸與操控的通信要求方向吞吐率端到端時延峰值功耗通信距離備注雙向文件傳輸100Mbps/<20mW(接收),<100mW(發(fā)射)>10m距離增加時可接受速度降低表4 可穿戴設(shè)備基于感知的操控要求應(yīng)用時延功耗距離角度備注表盤凌空操作<1ms<0.1mW30cm+/-1cm單手準確度98%,開啟需要控制,不能常開設(shè)備查找<200ms<0.1mW100m+/-10cm360+/-2~3°考慮穿墻。無線投屏手機與VR眼鏡系統(tǒng)組成如圖6所示,3個設(shè)備組成自組織網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸主要有兩個方向:手機或投屏設(shè)備到VR眼鏡方向:左右眼鏡的4K/90幀的流媒體數(shù)據(jù),無壓縮的MIPI速率最高達55.7Gbps;VR眼鏡到手機或投屏設(shè)備方向:SLAM定位與建圖、VST前視兼SLAM、眼動/跟蹤和DToF距離測量,綜合數(shù)據(jù)速率為1.8Gbps。圖6手機+VR眼鏡場景的性能限制,無線投屏傳輸?shù)捏w驗有一定缺失,VR眼鏡投屏的極致體驗效果如下:支持1K~4K/90Hz高清視頻,左右眼鏡高精度級別時間同步;VR眼鏡3~5小時的長續(xù)航,回連時間<1s;設(shè)備靠近發(fā)現(xiàn)(ms級),指向連接;自組織網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建時間<3s,支持設(shè)備間的直連通信;多速率/可靠性/時延種類數(shù)據(jù)共存。由此,VR眼鏡高速投屏類應(yīng)用對星閃技術(shù)的具體需求為表5。表5 手機與VR眼鏡無線投屏的通信要求典型應(yīng)用吞吐率時延功耗通信距離備注視頻數(shù)據(jù)傳輸300MbpsMTP(<40ms<500mW<10mVR眼鏡手機高清視頻通話(眼鏡端)收:20Gbps,發(fā):2Gbps<20ms<500mW<2m本地eehrouh程也會看到本地圖像。實時手機游戲場景星閃技術(shù)組成無線局域網(wǎng)支持實時手機游戲如7(一般一次對局小于30分鐘保持互聯(lián)網(wǎng)連接狀態(tài)。圖7 星閃短距通信組成無線局域網(wǎng)支持實時手機游戲輸?shù)姆?wù)質(zhì)量就極大程度上決定了用戶體驗,具體由以表6指標衡量5。表6 星閃技術(shù)支持實時手游的要求應(yīng)用數(shù)據(jù)速率端到端時延鏈路時延丟包率時延抖動jitter卡頓率實時手游<1Mbps<100ms<5ms<0.1%<2ms<1%定位與感知無線設(shè)備間的位置感知與定位已獲得廣泛應(yīng)用,表7列出其對星閃技術(shù)的需求和具體指標:體空間的位置,支持可穿墻的定位;支持設(shè)備間的時鐘精確同步功能,以支持精確定位算法等功能;發(fā)出帶有位置的警報。表7星閃技術(shù)設(shè)備定位與感知的要求應(yīng)用對象電池對象數(shù)目時延時鐘同步定位角度相對位置定位無線設(shè)備有源點對點,點對多點<10ms<10皮秒<10cm<3°空間人體感知人體動作無源<10人<200ms1m5IEEE802.11RealTimeApplicationsTIGReport,/802.11/dcn/18/11-18-2009-06-0rta-rta-report-draft.docx,2019智能家居隨著新技術(shù)的采用,智能家居的定義一直在不斷地發(fā)展變化,主要分為三個階段:使用;備間的聯(lián)動場景;用戶個性化的服務(wù)。穩(wěn)定運行的基本前提。智能家居對星閃技術(shù)的基本需求如圖8所示。傳輸離穿墻力信號干設(shè)備點傳輸度、延圖8 智能家居場景的無線短距通信需求智能音箱音頻智能音箱家庭環(huán)繞立體聲系統(tǒng)如圖9所示,良好的用戶體驗包括多音箱快速發(fā)現(xiàn)無損音質(zhì),至少5路智能音箱及1術(shù)的需求為支持多設(shè)備直連,音畫同步。圖9 智能音箱家庭環(huán)繞立體聲智能電視/視頻投屏(多個視頻源2.1.2和2.1.3礙物,對星閃技術(shù)的鏈路預算要求高,設(shè)備間的靠近發(fā)現(xiàn)可提高用戶友好性。攝像機/可視類ms攝像頭可能位于戶外,對傳輸距離和穿墻損耗有要求,具體如表8所示。2010檢測到訪客按下門鈴或家庭成員開鎖/上鎖等事件后,及時向邊緣網(wǎng)關(guān)與智能家居云平防類設(shè)備需要更多的云端處理和網(wǎng)絡(luò)交互。/卡片/一年左右的電池續(xù)航能力增加了用戶使用成本的,并折損了用戶體驗。表8 星閃技術(shù)支持安防與電工照明類應(yīng)用的要求應(yīng)用通信距離功耗延時吞吐率家居安防≥20(視距),≥10米(非視距),可能中繼≤50mW,3~6個月待機≤50ms≥25Mbps智能門鎖視距≤10mW12機,希望3~5年≤50ms≥2Mbps電工照明≥10m,支持非視距和中繼≤10mW≤50ms≥2Mbps電工照明類全屋網(wǎng)絡(luò)智能考慮到當前家庭中手機、電腦、Pad等眾多設(shè)備支持現(xiàn)有短距技術(shù),且現(xiàn)有短距技營商寬帶的路由器需要雙協(xié)議支持:現(xiàn)有短距協(xié)議和星閃短距協(xié)議,如圖10要支持特性:自動入網(wǎng);智能家居對設(shè)備狀態(tài)、指令執(zhí)行反饋的毫秒級低時延端到端數(shù)據(jù)傳輸;星閃協(xié)議設(shè)備連接的穩(wěn)定性,意外斷網(wǎng)后可主動完成重新連接的快速恢復;支持特種服務(wù)的邊緣網(wǎng)絡(luò)加速,例如:游戲加速、網(wǎng)課加速、視頻加速等;要能夠支持超強穿透性和抗干擾。主路由器[2]星閃多跳路運營商寬帶接入星閃協(xié)議主路由器[2]星閃多跳路運營商寬帶接入星閃協(xié)議現(xiàn)有短距協(xié)現(xiàn)有短距設(shè)星閃協(xié)議設(shè)備星閃協(xié)議設(shè)備[2]注:[1]G/T節(jié)點角色轉(zhuǎn)換,[2]多跳路由機制10閃設(shè)備既可以做為G節(jié)點身份也可以做為T信號放大,擴大覆蓋范圍。具體地,星閃網(wǎng)絡(luò)需要能夠支持:單個主路由能夠同時支持10無卡頓;多設(shè)備共存的全屋設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需要抗干擾傳輸能力,尤其是在2.4GHz頻段。智能家居空間場景化圖12所示,智能圖11 智能臥室空間場景化示意通信要求如下:多設(shè)備實時并發(fā)性傳輸:各個設(shè)備之間可能在某個時刻有多點同時數(shù)據(jù)傳輸;低功耗:從省電和環(huán)保的角度,智能設(shè)備對低功耗有著必然的需求;應(yīng)用層中各個獨立子應(yīng)用的消息交互。家庭隱私保護2.4.5節(jié)所描述的支持不同接入層技術(shù)的設(shè)12所示。圖12 網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)中的家庭數(shù)據(jù)安全對星閃技術(shù)和產(chǎn)品提出了以下安全方面的技術(shù)要求:提供不同安全等級的星閃標準芯片,滿足不同智能家居設(shè)備的安全等級需要;合法設(shè)備;支持不同等級的接入技術(shù)安全方案,適配不同形態(tài)的智能化家居設(shè)備;支持為不同接入技術(shù)提供統(tǒng)一的安全標準和管理機制;擊;求;支持可配置的數(shù)據(jù)、設(shè)備或區(qū)域訪問權(quán)限,滿足不同身份訪客的聯(lián)網(wǎng)需求。智能制造設(shè)備控制、大規(guī)模數(shù)據(jù)采集、工業(yè)檢測、AGV小車遠程控制、設(shè)備智能巡檢和流程制造景對星閃技術(shù)提出的業(yè)務(wù)需求見表9邊緣網(wǎng)關(guān)以及5G大。因此,5G與星閃技術(shù)融合也是重要的技術(shù)發(fā)展方向之一。表9 典型智能制造應(yīng)用對星閃技術(shù)的通信需求傳輸速率傳輸時延通信距離可靠性連接數(shù)產(chǎn)線設(shè)備控制1kbps~10Mbps上行峰值速率100~300ms(數(shù)據(jù)上傳);10ms(遠程控制)數(shù)十米~數(shù)百米數(shù)據(jù)較低;遠程控制:99.999%無高要求大規(guī)模數(shù)據(jù)采集數(shù)kbps50~100ms數(shù)百米~數(shù)千米較高設(shè)備同時在線較多工業(yè)檢測上行720~8K:2~100MbpsAR應(yīng)用:20ms;其它:50~100ms數(shù)十米~數(shù)百米較高無高要求AGV小車控制上行:≧30Mbps,下行:≧20Mbps≦20ms數(shù)十米>99.9%較低要求設(shè)備智能巡檢視頻圖像:4~10Mbps;其它設(shè)備數(shù)據(jù):較低較低2~15米較高無要求流程制造過程控制>1Mbps<100ms<100m>99.9%>100點產(chǎn)線設(shè)備控制5G圖PLC現(xiàn)下掛齒輪的同步變化。同時,借助邊緣網(wǎng)關(guān)及5G,云端PLC控制應(yīng)用可以下發(fā)業(yè)務(wù)優(yōu)先級管理、時延抖動策略和QoS策略等,提升行業(yè)現(xiàn)場電機同步控制數(shù)據(jù)流的傳輸可靠性,并實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控。圖13 工業(yè)制造中的電機同步控制場景大規(guī)模數(shù)據(jù)采集圖14所示。設(shè)備傳感器通過星閃技術(shù)將數(shù)據(jù)匯聚至工業(yè)網(wǎng)關(guān),進行數(shù)據(jù)預處理,過濾后的有用數(shù)據(jù)通過5G圖14 工業(yè)市場的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集場景工業(yè)檢測和非移動性場景,以圖15移動設(shè)備與工作臺的協(xié)同操作,此過程對通信可靠性及延遲要求高。圖15 工業(yè)生產(chǎn)中的工業(yè)檢測場景AGV遠程控制在生產(chǎn)車間,部署支持星閃技術(shù)的AGV物流車輛和邊緣網(wǎng)關(guān)。在接收任務(wù)后或遠程控制中,AGV通過星閃技術(shù)上傳位置和運動信息至邊緣網(wǎng)關(guān),邊緣網(wǎng)關(guān)可根據(jù)需求將信息通過5G物判斷,AGV實現(xiàn)工業(yè)場景中的自動避障,提升產(chǎn)線自動化水平。通過基于星閃技術(shù)的人化物料精準配送和快速響應(yīng)。設(shè)備智能巡檢PDAPDA流程制造的過程控制星閃產(chǎn)品還需要滿足流程工業(yè)的本安防爆要求,設(shè)備進支持功耗、長時間地運行。星閃技術(shù)及標準化介紹星閃elase.0系列標準概述求,并于2021年底啟動了星閃首版系列標準(即,星閃Release1.0)經(jīng)過星閃聯(lián)盟200Release1.0系列標準于2021支撐性規(guī)范構(gòu)成。星閃無線通信系統(tǒng)架構(gòu)見圖16,對應(yīng)的標準列表見表10。圖16星閃無線通信系統(tǒng)架構(gòu)表10 星閃無線通信系統(tǒng)Release1.0標準體系標準名稱分類1T/XS00001-2022《星閃無線通信系統(tǒng)架構(gòu)》架構(gòu)2YD/T4007-2022《無線短距通信車載空口技術(shù)要求和測試方法》星閃接入層3T/XS10002-2022《星閃無線通信系統(tǒng)接入層低功耗技術(shù)要求》4T/XS20001-2022《星閃無線通信系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)層設(shè)備發(fā)現(xiàn)與服務(wù)管理》基礎(chǔ)服務(wù)層5T/XS20002-2022《星閃無線通信系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)層傳輸與控制》6T/XS20003-2022《星閃無線通信系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)層服務(wù)質(zhì)量管理》7T/XS20004-2022《星閃無線通信系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)層多域協(xié)調(diào)與管理》8T/XS20005-2022《星閃無線通信系統(tǒng)基礎(chǔ)服務(wù)層5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合》9T/XS40001-2022《星閃無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全通用要求》安全10T/XS00002-2022《星閃設(shè)備媒體接入層標識分配機制》網(wǎng)絡(luò)標識11T/XS50001-2022《星閃無線通信系統(tǒng)測試星閃基礎(chǔ)接入技術(shù)(SLB)設(shè)備要求和測試方法》測試12T/XS50001-2022《星閃無線通信系統(tǒng)測試星閃基礎(chǔ)接入技術(shù)(SLB)設(shè)備安全要求和測試方法》星閃elase.0空口和上層協(xié)議介紹(Grant節(jié)點和eG節(jié)點可以管理一定數(shù)量的T節(jié)點以及與其連接的T節(jié)點共同組成一個SLB(SparkLinkBasic,星閃基礎(chǔ)接入技術(shù)和SLE(SparklinkLowEnergy,星閃低功耗接入技術(shù)兩種無線通信接口。SL(SparkLinkBasic的技術(shù)內(nèi)容由中YD/T4007-2022規(guī)定。SLB使用正交多載波(OFDM)波形,支持極低時延無線幀,空口單向數(shù)據(jù)傳輸時延小于20.833us(業(yè)界最低時延),單載波支持20MHz帶寬,最大支持16載波共320MHz帶寬,最高速率支持編碼速率0.921024QAM調(diào)制和8SLB表11。SLB主要用表11SLB性能評估結(jié)果項目性能指標峰值速率G鏈路峰值大于900Mbps(單載波20MHz帶寬)T鏈路峰值大于450Mbps(單載波20MHz帶寬)時延20us可靠性正確率大于99.999%同步精度<1us(定時精度±30ns)多用戶能力支持4096用戶接入支持1毫秒內(nèi)80用戶數(shù)據(jù)并發(fā)抗干擾能力Polar數(shù)據(jù)信道編碼最小工作信噪比-5dB(相比傳統(tǒng)短距實現(xiàn)覆蓋增益+3dB)安全性高(雙向認證,算法協(xié)調(diào)保障)SLE(SparklinkLowEnergy,星閃低功耗接入技術(shù))的技術(shù)內(nèi)容由T/XS2022規(guī)定,可提供低成本、低功耗的空口接入。SLE使用單載波傳輸,帶寬支持1MHz、2MHz和4MHz,調(diào)制方式支持GFSK、BPSK、QPSK和8PSK。通過采用Polar信道編碼提升傳在相同深覆蓋條件下可穩(wěn)定支持128kbps(峰值表12SLE線電池管理系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集在內(nèi)的具備低功耗要求的業(yè)務(wù)場景。表12SLE性能指標項目性能指標峰值速率支持4.6Mbps高保真立體聲無損音頻支持12Mbps數(shù)據(jù)傳輸時延支持250微秒完成一次交互多用戶能力支持256用戶接入網(wǎng)絡(luò)覆蓋及拓撲最小SINR:-3dB;支持一對一單播及一對多組播;安全性高(雙向認證,算法協(xié)調(diào)保障)SLB和SLE求進行持續(xù)演進。備發(fā)現(xiàn)、服務(wù)管理、連接管理、QoS管理、測量管理、數(shù)據(jù)傳輸與適配、信息安全、多域管理與協(xié)調(diào)以及5G聯(lián)互通。星閃技術(shù)演進與標準化路徑星閃Release1.0建立了星閃無線通信系統(tǒng)的端到端標準體系,以SLB和SLE驗,星閃技術(shù)也在不斷增強和演進。目前,針對第2章應(yīng)用功能所涉及到的包括定位測等核心應(yīng)用功能,星閃聯(lián)盟也已啟動了星閃Release2.0Relase2.0Release2.0的第一階段的標準化工作計劃于20222.0準計劃于2023年H2發(fā)布。圖17星閃標準版本演進規(guī)劃星閃無線頻譜需求理科學地分配和使用無線頻譜資源是無線通信產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展繁榮的基礎(chǔ)。及頻譜復用情況如表13所示:表13 星閃無線短距通信混合場景下的頻譜復用多場景組合頻譜復用頻譜復用可行性分析智能汽車+智能家居可假設(shè)汽車穿透損9dB,建筑物穿透損為20dB:若總隔離需要80dB,則干擾源距離目標超過1.6m,認為兩者是隔離的;若總隔離需要90dB,則干擾源距離目標超過5m,認為兩者是隔離的。智能汽車+智能制造可同“智能汽車+智能家居”場景。智能家居+智能制造可假設(shè)建筑物穿透損為20dB(一堵墻):若總隔離需要80dB,則干擾源距離目標超過4.5m是隔離的;若總隔離需要90dB,則干擾源距離目標超過14m,認為兩者是隔離的。星閃技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程星閃產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建2022年8230如圖18所示。513625
1471415
246 5 2應(yīng)用與云 管道/邊緣 安全 汽車工業(yè)制造 終端 家居 模組 電子元器件 測試實驗室 測試儀行業(yè)機構(gòu)與標準組織 高校與科研院所 咨詢圖18星閃聯(lián)盟會員單位與產(chǎn)業(yè)鏈分布產(chǎn)業(yè)進展樣機及芯片2021年4月,基于星閃1.0技術(shù)的多場景原型樣機系統(tǒng)在星閃聯(lián)盟產(chǎn)業(yè)峰會實現(xiàn)全球5.1無損環(huán)繞聲場原型系統(tǒng)和星閃100其中空口傳輸時延僅205.1無損環(huán)繞聲 圖19星閃多個場景的原型樣機系統(tǒng)亮相星閃產(chǎn)業(yè)峰會2021年11月,在2021中國移動全球合作伙伴大會,星閃聯(lián)盟攜手中國移動、華為、深圳艾靈在業(yè)界首次發(fā)布了基于5G+星閃融合技術(shù)的電機同步控制原型系統(tǒng),演示了5G+星閃融合技術(shù)在電機同步控制的應(yīng)用,實現(xiàn)5G業(yè)務(wù)向工廠生產(chǎn)核
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