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NB-IoT在智慧城市中应用案例的分析

更新时间:2018-10-22
摘要:

在智慧城市应用中,NB-IoT可以广泛应用于智能计量,物业监控,农业,车队和物流管理等数据传输量少但需要大面积部署的领域,并且,通常很多领域的设备位置位于地下、农场、森林等。

实现新智慧城市应用的主要要求之一是部署无线接入网络,该网络可以降低耗电量,覆盖广泛区域,有效地为低成本设备供电,并匹配运营商的不同频谱分配。在智慧城市应用中,NB-IoT可以广泛应用于智能计量,物业监控,农业,车队和物流管理等数据传输量少但需要大面积部署的领域,并且,通常很多领域的设备位置位于地下、农场、森林等。

在授权频段下运行可以更容易地确保覆盖范围和性能。像lora,433m等采用未授权频段的网络下运行的技术存在不受控制的干扰风险,从而影响网络中许多设备的整体性能。

电池和量程性能

站点密度和链路预算是影响移动网络覆盖的主要因素。与GPRS,WCDMA和LTE等其他技术相比,NB-IoT的链路预算具有20dB的余量,并且具有较低的数据范围。

在链接预算的技术细节中,我们可以强调:

NB-物联网164分贝

GPRS144分贝

LTE142.7分贝

这20dB的改进可能意味着牺牲其他因素,例如对MTC应用的要求,但事实并非如此。NB-IoT满足速率延迟和电池寿命的要求。寿命取决于设备如何有效地转向“睡眠模式”,允许在不需要时关闭电池的某些部分。

NB-IoT使用两种主要的RRC协议状态,就像LTE一样:

RRC空闲节省用于发送测量报告的功率和资源

无线资源控制连结设备直接接收和发送数据

NB-IoT设计灵活性

NB-IoT技术特别支持一系列数据速率。它取决于信道质量,信噪比和某些区域(带宽)的资源数量。此外,每个设备都具有特定的功率预算,这导致几个设备的功率相结合。

在某些情况下,NB-IoT设备将受信号强度而非带宽的影响。这些设备可以聚焦传输能量而不会将性能降低到更窄的带宽。这种效率可以为其他设备释放带宽。NB-IoT使用音调或子载波而不是资源块。它的带宽为15kHz,与资源块相比具有相关性,资源块的有效带宽为180kHz。

在不同的情况下,无论是好的还是坏的覆盖区域,都可以通过增加更多带宽来提高数据速率。通过分配具有多个音调或子载波的设备,数据速率可以增加12倍。这种方法提高了容量。这是设备具有良好覆盖范围且数据传输速度快的情况。大多数时候,当NB-IoT设备部署在密集网格上或大多数设备位于原始LTE覆盖区域内时,表现都还不错。

值得注意的是,NB-IoT的设计具有出色的多路复用和适应性数据速率。3GPP的目标容量已设定为每户40台设备,或每个小区约52,200台(伦敦等城市)。模拟已经完成每个单元200,000个设备,比初始目标好四倍。当然,NB-IoT在发布时将满足数据速率要求。

关于设备

经济实惠的调制解调器是大规模传感器部署的必备条件。需要优化用于检测和报告诸如温度和湿度的不同变量的过程。对于传感器繁重的应用,数据速率和延迟应该更低。NB-IoT是一种可以满足这些要求的解决方案,它支持声明它将带来更高效率的声明。NB-IoT设备已经证明它们可以支持工作在100-200kbps范围内的较低峰值物理层数据速率,甚至可以在单音设备中显着降低。

我们可以看一下其他设备优化方面。例如,LTE MBB需要两个天线,而NB-IoT设备需要单个接收器天线。因此,比率和基带解调器仅需要单个接收器链。

窄带宽(从NB-IoT到1.4MHZ为200kHz到其他技术为20MHZ)的优点之一是模数转换和数模转换,信道估计和低缓冲的复杂性。

NB-IoT使工业更加智能化

城市跟踪城市需要很多方面,因此具有成本效益。NB-IoT和LTE可以控制街道照明,免费停车位,环境条件等。如上所述,NB-IoT调制解调器的价格非常具有竞争力。例如,稳恒的NB-IoT模块仅售39元。

建筑物NB-IoT可以作为建筑物宽带连接的支持。还可以通过使用LPWAN网络将传感器直接连接到监控系统来执行安保。

仪表往往会出现在偏远农村地区或地下等硬地点,NB-IoT可以良好的运用于燃气表、水表、电表等抄表行业。

NB-物联网新的物联网计划将在更好的网络和设备下运作,有助于创造一个非常有吸引力的业务。