移动宽带网络及相关技能的不断演进对满意不断增加的衔接和带宽需求来说至关重要。相同重要的是引进相应的功用和机制来通过网络创收，以保持继续出资。考虑当时已布置的事务，从营收视点来说依据 LTE 的移动宽带消费商场正在趋于老练和饱满。职业将在 2020 年布置 5G 技能，因而有必要开发新的运用、用例和商场才干为此做好预备。物联网 （IoT） 正在开展成为首要增加点，适时地投合了这一需求。IoT 现在正在成为实际，首要运营商陈述称他们的网络中有数以百万计的衔接设备。专有低功耗长距离 （LPWA） 协议首先供给 IoT 衔接，一同 3gpp 也与各种计划比赛，力求使 Release 13 成为 IoT 业界规范协议。快速鼓起的 IoT 生态体系已经有了相关处理计划以构建电池运用寿命超越 10 年的低本钱 IoT 端节点。
估计未来 3 至 5 年里将许多布置 IoT 网络和服务。为了从这些 IoT 网络中创收，不管已有的仍是新的运营商都需求成功应对三个问题。榜首，运营商要承受专有和规范 IoT 衔接的存在，并预备混合 IoT 网络。第二，专心于衔接还不足以使 IoT 网络完成营收。需求通过全面的数据剖析来处理从数以百万计的衔接设备中搜集到的数据，以推进新的运用和用例开发。IoT 网络安全性与牢靠性是对物联网商业化和更广泛遍及起决定效果的第三个重要问题。支撑多种无线电协议、完成云与衔接设备间的智能数据搜集/传达、保证选用最新安全链路的可编程高灵敏度 IoT 网关或集线器是处理这些问题的要害。
IoT 需求低功耗长距离通讯、不对称异步低数据速率衔接，以及超长电池运用寿命（大于 10 年）的低本钱端节点。IoT 衔接和设备的特点或许随终端商场或运用的不同而改变。5G 职业论坛将 IoT 的运用范畴划分为两个大类：低能耗大规划机器通讯和低时延要害使命机器类型通讯。机器到机器通讯被视为是这两个运用范畴中不可或缺的组成部分。低能耗大规划机器通讯的实例之一是包含连网传感器和致动器的网络，这种网络能够为医疗、航运、农业、食物、水与能源管理、智能住所与修建等职业完成明显的生产力和功率提高。连网的可穿戴设备是这种运用事例的重要组成部分，旨在改进咱们日子的方方面面。设备本钱、电池运用寿命、布置简便性以及高效异步通讯是低能耗大规划机器类型通讯的要害要求。每 IoT 节点的典型数据速率为 100Kbps。
低时延机器通讯包含：工业 IoT、轿车、智能电网、交通安全以及应急呼应服务。牢靠性、弹性和低时延是该范畴的重要组成部分。典型数据速率为：100Kbps-1Mbps。工业 IoT 将让移动宽带网络包括多个笔直商场，为运营商开立异的高收益途径。
现在存在多种用于 IoT 布置的专用低功耗广域网技能，例如 LoRa、SigFox、Ingenu、Starfish 和 Weightless。这些技能运用公共频段。轿车范畴，专用短程通讯 （DSRC）（美国）和协同智能传输体系 （ITS）（其他地方）成为新式轿车无线电衔接（Vehicle to Everything （V2X））处理计划。这首要针对安全运用。DSRC 选用 75MHz 带宽，5.9GHz 授权频谱中的 7 个 10MHz 通道。LTE 供给很好的结构，可和谐专用技能和零星的规范，以完成规划、易于布置和维护等长处。LTE-M（针对机器到机器通讯进行的 LTE 扩展，是 3gpp RAN Release 12 的一部分）、窄带 LTE （NB-LTE）（3gpp RAN Release 13 的一部分）以及扩展掩盖规模 GSM （EC-GSM）（GEREAN Release 13 的一部分）都归于运用授权频谱的规范化技能。
图1：描绘 IoT 网关在 IoT 网络中效果的概念图
如图 1 所示，灵敏可编程 IoT 网关或集线器散布在网络中，可起到要害效果。为支撑混合技能，IoT 网关需求支撑多种无线电协议，这要取决于装置地址或服务类型。为和谐已有专用技能和不断开展的规范，需求完成体系灵敏性和敏捷性，这正是构建生态体系的规划经济以加强产品营收的要害所在。在这些网关中不只有必要完成云与衔接设备间的智能数据搜集与传达，并且要履行边际核算功用。在许多 IoT 运用事例中，数据或许与方位有关，并且只在短时间内有意义。许多状况遭到运用时延的限制，有必要运用散布式数据处理。边际核算和本地存储或许是 IoT 网关满意低时延要求的要害。网关中还需求相应的体系功用来维护到衔接设备和云的链路。
除了处理要害体系问题以外，IoT 网关还可作为测验渠道，针对 IoT 的最新运用方法和用例运转实验项目。无需等候最佳处理计划或完好生态体系的构成，运营商可运用测验渠道与供应链密切合作以界说体系要求。通过清晰界说的合理实验事例研讨以及相关事务定论有助于为最佳处理计划的构成和网络演进供给辅导，从而将 IoT 的潜在营收完成最大化。具有足够核算的 IoT 网关还可促进树立开源职业规范运用开发结构和开发社区。此外，对宽带 LTE 无线电的支撑能强化有些运用方法下——例如用智能手机操控智能住所或车辆和乘客移动宽带衔接——的归纳服务水平。
图2：赛灵思 Zynq UltraScale+ MPSoC All Programmable 渠道作为集成 IoT 网关
全可编程 FPGA 和 SoC 供给很好的处理计划来满意 IoT 网关和 IoT 测验渠道的严格要求，凭仗固有的灵敏性针对不断演进的规范进行调整，履行边际核算，并维护链路，以依据需求例化不同的无线电资源。图 2 展现了灵敏可编程 IoT 网关的概念方框图，运用赛灵思 16nm Zynq UltraScale+？ MPSoC 渠道构建。赛灵思 Zynq UltraScale+ 渠道具有运转频率达 1.5GHz 的四核 ARM？ Cortex-A53，一个双核 ARM Cortex-R5 实时处理单元，集成外设与衔接内核，以及内置的高档保密性、安全性和牢靠性功用。它具有丰厚的可编程架构来包容多种无线电技能以及回程和本地存储衔接。赛灵思基带、无线电、根底 DSP 以及衔接 IP 可与丰厚的 ARM 软件生态体系一同运用，以构建灵敏、可扩展的 IoT 网关运用开发结构。凭仗固有灵敏性和可编程性，FPGA 架构可方便地升级到无线电体系，且不受集成处理器上的运用协议栈限制。在此种渠道上完成规范化、促进树立开源职业规范运用开发结构以及运转实验事例研讨都是发动新式 IoT 服务的开发与布置作业的重要过程。
