物联网学习之路——物联网通信技术:NBIoT
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NBIoT是什么
NB-IoT,Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯(lián)網(wǎng),是一種專為萬物互聯(lián)打造的蜂窩網(wǎng)絡連接技術。顧名思義,NB-IoT所占用的帶寬很窄,只需約180KHz,而且其使用License頻段,可采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波三種部署方式,與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存,并且能夠直接部署在GSM、UMTS或LTE網(wǎng)絡,即2/3/4G的網(wǎng)絡上,實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡的復用,降低部署成本,實現(xiàn)平滑升級。
移動網(wǎng)絡作為全球覆蓋范圍最大的網(wǎng)絡,其接入能力可謂得天獨厚,因此相較WiFi、藍牙、ZigBee等無線連接方式,基于蜂窩網(wǎng)絡的NB-IoT連接技術的前景更加被看好,已經(jīng)逐漸作為開啟萬物互聯(lián)時代的鑰匙,而被商用到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中。
圖1是NB-IoT的技術發(fā)展史:
圖1 NB-IoT的技術發(fā)展史
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NB-IoT的特點
NB-IoT具有以下四大特點:
一、廣覆蓋。相比現(xiàn)有的GSM、寬帶LTE等網(wǎng)絡覆蓋增強了20dB,信號的傳輸覆蓋范圍更大(GSM基站目前理想狀況下能覆蓋35km),能覆蓋到深層地下GSM網(wǎng)絡無法覆蓋到的地方。其原理主要依靠:1、縮小帶寬,提升功率譜密度;2、重復發(fā)送,獲得時間分集增益。
二、大連接。相比現(xiàn)有無線技術,同一基站下增多了50-100倍的接入數(shù),每小區(qū)可以達到50K連接,真是實現(xiàn)萬物互聯(lián)所必須的海量連接。其原理在于:1、基于時延不敏感的特點,采用話務模型,保存更多接入設備的上下文,在休眠態(tài)和激活態(tài)之間切換;2、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的上行調(diào)度顆粒小,資源利用率更高;3、減少空口信令交互,提升頻譜密度。
三、低功耗。終端在99%的時間內(nèi)均處在休眠態(tài),并集成多種節(jié)電技術,待機時間可達10年。1、PSM低功耗模式,即在idle空閑態(tài)下增加PSM態(tài) ,相當于關機,由定時器控制呼醒,耗能更低;2、eDRX擴展的非連續(xù)接收省電模式,采用更長的尋呼周期,eDRX是DRX耗電量的1/16。
四、低成本。硬件可剪裁,軟件按需簡化,確保了NB-IoT的成本低廉,NB-IoT通信單模塊成本不足5美元。
NB-IoT因其適用的場景,還具有低速率和低移動性的特點。1、低速率。多點上行速率僅為56kbps,理想下行速率為21.25kbps;2、低移動性。僅支持終端設備在30km/h的移動速率下實現(xiàn)小區(qū)切換,遠低于4G支持250km/h的速率(高鐵專網(wǎng)可達450km/h)。
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NB-IoT解決方案總體架構(gòu)
下圖2展示了NB-IoT解決方案的總體架構(gòu):
圖2?NB-IoT解決方案總體架構(gòu)
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NB-IoT發(fā)展現(xiàn)狀
下圖3展示了NB-IoT生態(tài)圈的概況:
圖3?NB-IoT生態(tài)圈概況
NB-IoT目前試商用以及商用舉例:
1、華為/中國聯(lián)通的NB-IoT智能停車解決方案:基于華為NB-IoT模塊推出的這套智能停車系統(tǒng)將能實現(xiàn)預定、轉(zhuǎn)租停車位等功能,低功耗和高穿透能力使得這個方案更具可靠性。目前該停車系統(tǒng)已經(jīng)在上海迪士尼試商用。
2、2017年7月13日,ofo小黃車與中國電信、華為共同宣布,三家聯(lián)合研發(fā)的NB-IoT“物聯(lián)網(wǎng)智能鎖”全面啟動商用。
3、中興通訊/中國移動的智能井蓋:該方案通過全方位監(jiān)管井蓋狀態(tài),在井蓋被打開、移位等情況下,可實現(xiàn)及時警告。
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NB-IoT芯片開發(fā)方面:
1、華為作為國內(nèi)最大的NB-IoT芯片原廠,推出了Boudica 120/Hi2110物聯(lián)網(wǎng)芯片,搭載Huawei LiteOS嵌入式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng).
2、美國高通公司推出了型號為MDM9206的物聯(lián)網(wǎng)芯片,支持Cat-M1和Cat-NB1標準的全球所有頻段,具備GSM/NB-IoT/eMTC多模支持,還支持GPS、格納洛斯、北斗、伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位。
3、中興微電子研發(fā)了RoseFinch 7100(又名“朱雀”)NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)芯片,專為低功耗物聯(lián)網(wǎng)設計,在睡眠功耗、截止電壓和外圍借口數(shù)量等和物聯(lián)網(wǎng)應用關聯(lián)的核心指標上都在業(yè)界處于領先水平。
4、英特爾推出的XMM 7X15系列物聯(lián)網(wǎng)芯片。
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NB-IoT模組開發(fā)方面:
1、中興通訊基于高通MDM920芯片開發(fā)的支持NB-IoT和eMTC雙模的LPWA通訊模塊ZM8300。
2、上海移遠通訊技術有限公司Quectel基于華為的Hi2110物聯(lián)網(wǎng)芯片推出了BC95-B20/B8/B5/B28,以及基于高通MDM9206芯片的BG96模組。
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參考文獻:(文章僅做交流學習,侵權(quán)即刪!!)
1、https://baike.baidu.com/item/NB-IoT/19420464?fr=aladdin
2、https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MTM5ODQyMA==&mid=2651191570&idx=1&sn=05be8fb0c9cb653381f3d6a84c60934d&scene=0#wechat_redirect
3、http://www.eefocus.com/communication/365647/p2
4、《華為NB-IoT解決方案》
5、https://www.jianshu.com/p/701ab2070408
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/vikezhu/p/8400559.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的物联网学习之路——物联网通信技术:NBIoT的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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