物联网产业的崛起对通信技术提出了更高的要求,现实场景与网络空间的对接通信比网络空间内部的通信更为复杂,所需要的带宽和通信速度也更高,所以LPWAN等高速通信技术开始逐步的研发和应用到物联网中。除了通信的速度和质量,物联网的商业特性也决定了要考虑通信成本、运营费用、延迟性及网络稳定性等问题,这些关系到物联网的服务质量。常见的包括NB-IoT和LoRa这两种,这都是成本低、通信速度快、覆盖范围大的技术类型,所以适合物联网技术的推广和场景应用。
NB-IOT其中文名字叫做窄带物联网,整个网络是由专门的机构给与制定的一项新的技术标准,属于一种针对物联网技术研发的窄带射频技术。
NB-IoT所占用的带宽很窄,只需约180KHz,而且其使用License频段,其可以借助不同的模式来实现与网络和谐共存的目的,并且能够直接部署在GSM、UMTS或LTE网络,即2/3/4G的网络上,实现现有网络的复用,降低部署成本,实现平滑升级。
移动网络作为全球覆盖范围最大的网络,其接入能力可谓得天独厚,因此相较WiFi、蓝牙、ZigBee等无线连接方式,基于蜂窝网络的NB-IoT连接技术的前景更加被看好,已经逐渐作为开启万物互联时代的钥匙,而被商用到物联网行业中。
NB-IoT拥有专门的频段,可以实现不同的结构部署,整个世界范围内的主流频段都是固定点额。在我国中国电信已经再将其NB-IoT选择设置在一个固定的频段之上,而其他移动网络公司会结合实际情况来对NB-IoT加以部署。
1、广覆盖
相比现有的GSM、宽带LTE等网络覆盖增强了20dB,信号的传输覆盖范围更大(GSM基站目前理想状况下能覆盖35km),能覆盖到深层地下GSM网络无法覆盖到的地方。其原理主要依靠:(1)缩小带宽,提升功率谱密度;(2)重复发送,获得时间分集增益。
移动网络的信号能够完成传递的范围与基站设置的距离和线路预算存在一定的关联,NB-IoT链路预算与其他形式的线路相比较在预算上具有一定的优势。如果区域内的环境较为开阔那么信号的覆盖面积将会有所提升,如果信号的传递需要穿透墙体那么就会对信号的传递质量造成一定的影响,为了更好的保证信号的传递质量和效果务必要对整个区域内的情况加以准确的判断和权衡。
2、大连接
相比现有无线技术,同一基站下增多了50-100倍的接入数,每小区可以达到50K连接,真是实现万物互联所必须的海量连接。其原理在于:(1)基于时延不敏感的特点,采用话务模型,保存更多接入设备的上下文,在休眠态和激活态之间切换;(2)窄带物联网的上行调度颗粒小,资源利用率更高;(3)减少空口信令交互,提升频谱密度。
3、低功耗
终端在99%的时间内均处在休眠态,并集成多种节电技术,待机时间可达10年。(1)PSM低功耗模式,即在idle空闲态下增加PSM态,相当于关机,由定时器控制呼醒,耗能更低;(2)eDRX扩展的非连续接收省电模式,采用更长的寻呼周期,eDRX是DRX耗电量的1/16。
4、低成本
硬件可剪裁,软件按需简化,确保了NB-IoT的成本低廉,NB-IoT通信单模块成本不足5美元。NB-IoT因其适用的场景,还具有低速率和低移动性的特点。(1)低速率。多点上行速率仅为56kbps,理想下行速率为21.25kbps;(2)低移动性。仅支持终端设备在30km/h的移动速率下实现小区切换,远低于4G支持250km/h的速率(高铁专网可达450km/h)。
1、智能三表
在智能三表领域中所有的具有专业资质的公司和机构需要保证低效率的信息传递。因为三表现如今还是由电池来完成电能的供应的,进而对会对低能耗以及电池的使用时长会更加的关注。
2、智慧农业
传感器是应用物联网技术的较为典型产品,通过低能耗的传感器来对土壤的温湿度、酸碱度等进行持续的动态观测,能够为农业种植过程中的灌溉、施肥提供精准的数据支持,从而降低了农业管理的成本和难度。
3、自动化制造
对工厂而言,全自动化的生产与流水线监控能够有效的降低管理成本,并且能够显著提高管理水平和控制精度,自动化制造的实现就是建立在大量传感器的基础上,这也是物联网工业化应用的重要途径。很多的场景需要保持长时间的高效率的通信才能更好的发挥出服务的作用。
4、智能建筑
针对建筑结构实施二次施工的时候,需要将各种检测设备加以安设,诸如:湿度,温度以及水流庆康的检测设备而,在获得检测信息之后,需要上传到专门的系统之中,为监管管理层级人员提供准确的信息。一般情况下,这些检测设备通信结构往往十分的简单,并且具有良好的服务质量,一般简易的家庭式网关可以为达到实际的需求。
5、物流追踪
当前已经成熟应用的一个场景就是物流订单的动态追踪,通过对物流订单进行动态的定位与信息传输,物流企业可以通过便携式的通信站对物流车与订单进行追踪,进而实现物流信息的动态更新与查看。4物联网的演进
前沿技术不但可以提升网络运行的速度,并且能够将各种智能系统运用到互联网之中,进而有效地提升互联网的运行效率,更好的保证信息传输的效率和质量。NB-IoT是5G商用网络的前身,换句话说5G商用网络是在NB-IoT的基础上演变而来的。进而NB-IoT的发展十分的关键,要确保NB-IoT的基本结构的建设完整,才能确保5G网络的作用彻底的施展出来。
NB-IoT是授权频道,其最为突出的特征就是信息传输的距离与陈旧的网络相比较得到了较大的延长,能够覆盖一个县城的地域。在NB-IoT中可以设计无线终端,并且附属终端的数量十分的巨大,这就充分的说明说明了将NB-IoT切实的加以运用对于地区内所有的部件以及各类系统都能够实现统一管控,有效的提升了公祖的效率。在NB-IoT技术大范围的运用的过程中有效的为互联网领域的健康发展起到的了积极的影响作用。NB-IoT的发展的影响力是十分巨大的,只有保证NB-IoT的完善,才可以保证5G的全面运用。
中国也较早地启动了5G技术试验。中国的5G试验分两个阶段,一是2016年1月到2018年底,是面向技术的试验;从2019年到2020年,是面向真正的产品直至商用的试验。
在第一阶段中,又分三个阶段,2016年1月至9月,5G推进组完成了基于技术的实验。目前正在第二阶段,要进行基于统一的测试规范、统一的频谱、统一的平台来进行的测试。在该阶段,中国在北京怀柔搭建了全球最大的5G试验网,共30个基站,全球6家主要的设备厂商参与试验。
5G的频率问题中国也取得进展。2017年6月,工业与信息化部在其网站上发布了5G使用频谱意见公开征集。华为公司的下属海思半导体现如今也在致力于5G网络的麒麟处理器的研发,估计到本年度末有可能进行大批量的生产。并且经过全面的判断衡量预计到2020年的时候能够真正的达到5G标准。
在最近的几年时间里,5G已经得到了十分广泛的切实运用,之前的大部分人员以及生产厂商对于5G技术都没有看好。尽管相关标准在不断地提升,摈弃诶部分标准的额冻结期才刚刚有所缓解,接下来需要创建基站以及兼容体系,可想而知,未来5G技术的发展还需要面临较大的困难,进而需要我们坚持不懈的努力促使5G技术健康发展。
下一篇:什么是医疗物联网(IoMT)?