وقد اشتمل الطلب على الأجهزة المدمجة التي يمكن الاتصال بها عبر المعايير اللاسلكية المتباينة على زيادة مباشرة في نسبة تجزؤ النظام الإيكولوجي للمتفجرات، وقد يحتاج جهاز واحد اليوم إلى تيار سمعي على شبكة وي-فاي، والاتصال بجهاز هاتف ذكي عن طريق شبكة " بلوتون لووت " ، والمشاركة في شبكة مصغرة من الطاقة تستخدم مشهداً مشهداً متغيراً أو متغيراً.

هيكل الربط المتعدد البروتوكات

وعادة ما تدمج وحدات متعددة البرامج جهازا لاسلكيا أو أكثر، ومجهزا قويا للمراقبين الجزئيين أو مجهزا للتطبيقات، ومجموعة برامجيات شاملة، وتمتد أكثر البنى شيوعا إلى ثلاث فئات: حلول مجمعة من الشيكات الواحدة، ووحدات متعددة الشيكات، وأجهزة راديو محددة بالبرمجيات، ويعتمد الاختيار بين هذه البنى اعتمادا كبيرا على مزيج محدد من المراسم المطلوبة، وحيز التكلفة المتاح، ودليل الهدف.

حلبة الشيب كومبو

(ب) أن تدمج أجهزة البث الإذاعي المتعددة في نظام غمائي واحد، وتتقاسم وصلة بينية مشتركة، وغالباً ما تكون مُسَنَّفة بلورة واحدة لخفض التكلفة والمنطقة، ويُفضَّل هذا النهج على منتجات استهلاكية عالية الحجم مثل أجهزة الاستشعار المنزلية الذكية والملابس المنزلية، لأنه يُبسِّط عملية تصميم الرقائق ويقلل من عدد المكونات.

Discrete Multi-Chip Modules (SiP and CoB)

أما الطلبات التي تتطلب أكبر قدر من الأداء أو غير المطابقة للبروتوكولات، فإن مجموعة النماذج المفصّلة هي رقائق إذاعية مصدّقة بصورة مستقلة في مجموعة واحدة من أجهزة الشبكة أو تجمعها على لوحة نقل البضائع (الأجهزة المحمولة على متن المركبة، وأجهزة الاتصال ذات القاعدة العالية) وهي عبارة عن قدر أكبر من المرونة في اختيار أجهزة الاتصال المثلى لكل بروتوكول، مثل الجمع بين أجهزة الاتصال ذات القدرة العالية والشبكة اللاسلكية ذات البوابة رقم 6 هاء مع مجموعة مستقلة من أجهزة الإرساليات.

إذاعة مصممة على البرمجيات كبديل مرن

وفي نظم متأصلة أو شديدة التخصص، يوفر هيكل نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج باستخدام أجهزة الموجات المفلورة أو برامج الديوكسينات المتخصصة المرونة النهائية، ويتيح هذا النظام إعادة تشكيل نفس المعدات في الميدان لدعم البروتوكولات الجديدة عند ظهورها، مما يجعلها خيارا جذابا للاتصالات العسكرية، والمحطات الطرفية الساتلية للأجهزة المتفجرة، ومنابر البحوث المتقدمة، غير أن استهلاك الطاقة الكهربائية وتكاليف أجهزة السحب الخاصة بالأجهزة الكهربائية المدمجة، هي عادة ما تكون باهظة بالنسبة للأجهزة ذات الحجم العالية.

تحديات التصميم الحاسمة والحلول الهندسية

ويدخل إدماج أجهزة اللاسلكي المتعددة في نظام واحد مدمج مجموعة من المشاكل الهندسية المعقدة التي يجب معالجتها من مرحلة التقاط الصورية إلى مرحلة التحقق النهائي، ولا بد من أن يؤدي تجاهل هذه التحديات في البداية إلى تدهور الأداء أو عدم التصديق أو إلى عملية غير موثوقة في الميدان.

RF Coexistence and Interference Mitigation

ويُعتبر أهم تحدٍ هو التشغيل المتزامن للأجهزة اللاسلكية في نفس النطاقات الترددية أو المتاخمة لها، ولا سيما في إطار النطاق المزدحم الذي يتكون من 2.4 غيغاهيرتز ISM، وعندما يبث جهاز لاسلكي من طراز Wi-Fi في +20، يمكن أن تُشبع إشارة هذا النوع من التداخل الحساس بين أجهزة الاستلام والتعبئة (Pult) التي تُستخدم في إطار آلية التعبئة اللاسلكية (Pe)().

تحقيق الاستخدام الأمثل للطاقة في النظم المتعددة المستويات

إضافة إلى ذلك، يمكن أن يستنفد بسرعة بطارية متعددة الأطراف نشطة إذا لم تدار بعناية، وتشمل الاستراتيجيات الفعالة إدارة دينامية للطاقة على مستوى البرمجيات الثابتة، وينبغي أن ينتقل النظام بقوة إلى أجهزة لا تستخدم في دول النوم العميقة (التي غالبا ما تقل عن ميكروتا) ويوقظها فقط عند الضرورة، باستخدام تركيبة منخفضة القوة أو مركز استشعار لمعالجة المهام الدورية (مثل عملية تشغيل نظام توجيه السفن)

بروتوكول التحكيم في إطار برنامج " ستاك " و " تعقيد البرامجيات "

ويتطلب تشغيل مجموعات من المراسم نظام تشغيلي قوي في الوقت الحقيقي مع تحديد مواعيد محددة، كما يجب أن يعطي هيكل البرمجيات الأولوية لحركة المرور استنادا إلى متطلبات اللياقة (مثلاً، التصفيق الصوتي ضد استطلاع أجهزة الاستشعار) كما أن إدارة الذاكرة تشكل تحدياً، حيث أن كل مجموعة من المراسم تتطلب حيزاً طويلاً من أجل حزم التعبئة ومعالجات الوصل.

سيناريوهات التنفيذ السريع

وتعتمد الاستراتيجية المثالية المتعددة البروتوكولات اعتمادا كبيرا على التطبيق النهائي، وتبين السيناريوهات التالية كيف أن القرارات المعمارية تُستمد من متطلبات السوق.

دار الذكاء وبروتوكول الميول

(أ) [و] إدخال معيار المادّة من قبل تحالف معايير الوصل قد غير بشكل أساسي المشهد الخاص بأجهزة منزلية ذكية، ويعتمد المادّة على خيط لضبط الذرة المنخفض والشبكة اللاسلكية للتواصل السريع، مع استخدام نظام BLE حصرياً لعملية تشغيل الأجهزة الأولية، وبالتالي فإن جهازاً مُستهدفاً يُستهدف ماتر يجب أن يدير ثلاثة بروتوكولات على الأقل دون رحمة.

IoT (IIoT) and Deterministic Communication

وفي التطبيقات الصناعية تتطلب الموثوقية والقابلية للتعريف، وكثيرا ما تُربط بوابات متعددة بروتول في هذا المكان شبكة استشعار منخفضة الطاقة (مثلا، نظام جيغبي برو، وويتر، أو بروتوكول فرعي واحد من نوع GHz) مع شبكة مثبتة من شبكة الأشعة والشبكة، ويجب أن تكون البوابة قادرة على موازنة بيانات الاستشعار من مئات النوافذ النهائية.

الأعباء الطبية والرصد المستمر

وتحتاج الأجهزة الطبية القابلة للزراعة إلى استهلاك طاقة أعلى من المستوى المتوسط وإلى نقل بيانات موثوق بها، في كثير من الأحيان، بينما يجري تشغيل الجهاز، وتتغير بيئة الترددات المحتوية على الترددات المتوسطة باستمرار، وقد يستخدم جهاز التتبع المتعدد المستويات من نوع BLE إلى تيار القياسات الهاتفية في الوقت الحقيقي إلى هاتف محمول ومتنقل على شبكة وي-فاي، وذلك من أجل القيام بصورة دورية بتحميل السحب عند وضع الجهاز أو في نطاق شبكة معروفة.

نظام الهوائيات: مضيق للتصميم متعدد المقاييس

فتصميم الهوائي في كثير من الأحيان هو نقطة الفشل في نظم متعددة البروتونات، إذ إن استخدام الهوائي الوحيد في بروتوكولات متعددة يتطلب تغييراً يمكن أن يعالج مستويات الطاقة ونطاقات التردد في جميع أجهزة اللاسلكي العاملة، ويجب التقليل إلى أدنى حد من فقدان هذا المحول لتجنب تخفيض ميزانية الربط، وإذا استخدمت الهوائيات المستقلة، فإن العزلة المكانية تصبح شاغلاً، إذ أن وضع حد أدنى من ذلك هوائياً إلى جانب جهاز استقبال عالمي، مثلاً.

إدارة الأسطول والتحديثات الجوية

ويمكن أن تشكل إدارة أسطول من الأجهزة المتعددة الأجهزة المنتشرة تحديات فريدة مقارنة بمنتجات البروتكولات الوحيدة، ويجب أن تكون عمليات تحديث نظام إدارة العمليات في منطقة التجارة الحرة قوية ضد التوقف، حيث يمكن للآخر المستجدات أن يطوي جهازا مسؤولا عن مراقبة الهياكل الأساسية الحيوية، وتتمثل الممارسة الجيدة في الحفاظ على مخططات متحركة مزدوجة المصارف بحيث يمكن للجهاز أن يعود إلى جهاز محمول معروف جيدا إذا ما تم فساد الصورة الرئيسية.

الاختبار، والتصديق، ومسارات الامتثال

فإعطاء جهاز لاسلكي متعدد البروتوكلات إلى السوق يتطلب نقل شبكة معقدة من الشهادات التنظيمية والصناعية، ويمكن أن تؤدي النماذج المسبقة التصديق إلى الحد من هذا العبء بدرجة كبيرة، وعندما تجتاز وحدة من نماذج التصديق على الامتثال، والشهادة الموحدة، لا يتطلب المنتج النهائي إعادة اختبار الراديو نفسه، شريطة أن يكون تصميماً للشبكة وأن ينسخ مواصفات الصانعين المتغيرين تماماً.

الاتجاهات المستقبلية في مجالات تعدد البرامج

الجيل القادم من الأنظمة اللاسلكية المدمجة سيحدد بملامح مثل الراديو المعرفي حيث الجهاز يختار بشكل ديناميكي البروتوكول الأمثل بناء على شروط القناة الحقيقية ومطالب التطبيق

ويتطلب التنفيذ الناجح لوحدات اللاسلكي المتعددة البروتوكولات منظوراً على مستوى النظم يربط المعدات والبرمجيات الثابتة والعمليات، ومن خلال فهم الخيارات المعمارية، والتخفيف من حدة التحديات في مجال الطاقة، والتخطيط لإصدار الشهادات وإدارة الأسطول منذ البداية، يمكن للأفرقة الهندسية أن تبني أجهزة متصلة ذات طابع متعدد الأطراف وموثوق بها ومستعدة لمستقبل الساتل آيوت.() ويظل الاستخدام الاستراتيجي لمنتجات مجهزة بقوة.