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    来源: 2020/2/2 浏览量:279 关键词: NB-IOT

    NB-IoT是什么?

    为了应对日渐强烈的物联网需求,于是国际移动通信标准化组织3GPP决定制订一个新的蜂窝物联网(CIOT:Cellular Internet of Thing)的标准。

    这个新标准要实现四个目标:

    超强覆盖,相对于原来GPRS系统,增加20dB的信号增益

    超低功耗,终端节点要能达到10年的电池寿命

    超低成本,终端芯片的目标定价为1美元,模块定价为2美元

    超大连接200kHz小区容量可达100k用户设备

    针对这些目标,很多通信公司及运营商都提出了自己设计的空中接口的建议方案,希望被3GPP标准化组织采纳为正式标准。在2015年9月的RAN #69会议上,经过一番激烈PK,最终确定了蜂窝物联网的空中接口方案为NB-IoT。

    这个NB-IoT空口标准是由华为、高通、沃达丰主导的NB-CloT建议以及爱立信、诺基亚主导的NB-LTE建议融合而成,其中NB-CIoT的成分要更多一些,换句话说就是华为和高通在NB-IoT领域所拥有的核心专利数量更多。

    NB-IoT是一个空中接口标准,这个标准主要是在终端与基站eNB之间的约定,包括物理层与数据链路层的一些设计规定。

    考虑到与LTE的兼容性,NB-IoT标准与LTE的空口标准有很多相同或相似之处。比如NB-IoT沿用LTE定义的频段号,Release 13为NB-IoT指定了14个频段。

    NB-IoT的多址技术,上行采用SC-FDMA,下行采用OFDMA;下行发射功率为43dBm, 上行为23dBm。调制方式以QPSK和BPSK为主。

    Release 13 NB-IoT仅支持FDD半双工type-B模式,FDD意味着上行和下行在频率上分开,半双工意味着UE不会同时处理接收和发送。


    CIoT的接入网构架与LTE一样,没有改变。eNB同样是通过S1接口连接到MME(Mobility Management Entity)和S-GW(Serving GateWay)。如果要说CIoT接入网与LTE有何不同,那就是S1接口上传送的是NB-IoT消息和数据。

    NB-IoT在畜牧业中的应用

    畜牧业主要分为圈养和放养,中国的北部和西部边疆为主要放牧区。放养的优势在于牲畜肉质品质高、降低饲料成本等,但是随之而来的是在牲畜管理上的诸多不便。

    人工放牧是最原始和最直接的办法,但是会有一些弊端:

    人工放养需要专人放养,浪费人力

    人工放养有安全隐患,有被野生动物袭击的危险

    人工放养不善于系统性管理

    利用GPS+GPRS畜牧定位系统可以解决这种问题。但是,牛、羊群个体规模庞大,GPRS通讯基站容量会有不足的情况,电池续航也会存在问题。再者,农场都比较偏远,信号覆盖强度也会有问题…

    NB-IoT技术的诞生,完美解决一系列困扰:

    NB-IoT能容纳通讯基站用户容量是GPRS的10倍。

    NB-IoT拥有超低功耗,正常通信和待机电流是mA和uA级别,模块待机时间可长达十年,从出生到宰割都无需更换电池,减少工人工作量。

    NB-IoT拥有更强、更广的信号覆盖,真正实现偏远地区数据正常传输。

    NB-IoT技术真正突破了GPRS技术的瓶颈,实现了畜牧养殖者之所想,在庞大的畜牧业有巨大的市场。

    NB-IoT在井盖监控中的应用

    我们的城市正在快速的建设中,市政公共基础设置的地下工程增多,井盖的增加是不可避免的。井盖的作用巨大,如无法及时获取井盖状态信息,将有可能对人们的生命和财产造成极大的损失。目前大部分城市都是人工巡检来管理。但是井盖数量庞大,人工巡检效率有限,往往无法及时准确的获取井盖状态信息,从而导致各类安全隐患。

    井盖被盗或者破坏,不仅会直接造成公共财产的损失,而且还可能会对附近的行人和车辆造成不可挽回的人身伤害和经济损失。如何排除这些安全隐患成为当务之急。

    使用NB-IoT对井盖进行定位监测管理,可以及时掌握井盖的状态信息,并在井盖移动或者被破坏时利用NB-IoT网络向服务器发出警报通知管理人员,从而最大程度避的免伤害与损失。

    使用NB-IoT技术进行井盖监测的优势:

    不再需要人工巡查,数据全部自动传输到平台上,节省了大量人力资源。

    NB-IoT能容纳通讯基站用户容量是GPRS的10倍,可满足井盖数量庞大的需求。

    NB-IoT拥有超低功耗,正常通信和待机电流是mA和uA级别,模块待机时间可长达十年,极大程度的简化了井盖监测在后期的维护。

    NB-IoT拥有更强、更广的信号可覆盖至室内和地下室,真正在井盖监测中实现全面覆盖。

    NB-IoT路灯监控中的应用

    每当夜幕降临,城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起,为城市披上了一层绚丽的外衣。

    但在这绚丽的外表下则隐藏着巨大缺点:

    能源浪费:由于城市的夜晚进入后半夜后,人们已经开始休息,街上人流量开始减少,有些地段在特殊时段根本不需要过多的路灯照明,导致能源浪费,增加了不必要的成本;

    维护困难:由于使用人工巡检,需要大量人力,而路灯数量庞大,路灯实时状态不能及时获取,导致路灯故障维护、排查效率极低。

    监控中心是整个路灯监控系统操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心。它集中数据管理和监控,实现目标锁定、快速查找等操作。它还可以自定义控制策略,分时间段控制道路两侧路灯全亮、全关、隔杆亮灯。NB-IoT可以发挥的作用如下:

    采用NB-IoT无线网络,可以实现监控中心的远程分布式远程控制。

    路灯故障检测功能,通过NB-IoT主动上报故障路灯位置。

    NB-IoT的通信容量大,不会担心路灯过多过于密集导致个体无法通讯的情况。


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