NB-IOT是如何发出信号的 NB-IOT 知识扫盲
根據我國無線電管理相關要求,明確NB-IoT系統基站應到到屬地無線電管理機構辦理設台審批,領取無線電台執照。同時,根據台站共存技術條件,對800MHz和900MHz頻段NB-IoT系統基站的設置提出了具體要求。
頻率是800MHz和900MHz,看圖就知道使用範圍。大概相當于3G信號的頻率,4G信號的頻率要達到2000MHz,頻率越高,波長越短,傳輸距離越短,也就是爲何遠離基站的手機沒有4G信號,卻有2G信號的原因。
NB-IoT是否支持基站定位?
R13 不支持基站定位,但运营商网络可以做私有方案,比如基于小区 ID 的定位,不会影响终端,只需要网络增加定位服务器以及与基站的联系即可。 R14 计划做定位增强,支持 E-CID、UTDOA 或者 OTDOA,运营商希望的定位精度目 标是在 50 米以内。
如果从终端复杂度角度考虑,UTDOA 更好,因为对终端几乎没有影响,并且在覆盖增 强情况下(地下室 164dB),UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分场景不需要覆盖增强,从网 络容量角度来看,OTDOA(下行)会更好。
要將無線電波有效發射出去,要求無線電波的頻率與發射天線的長度有一定的關系,頻率越低,要求發射天線越長。聲音的頻率爲20Hz~20kHz,聲音經話筒轉換成的音頻信號的頻率也是20Hz~20kHz,音頻信號經天線轉換成的無線電波的頻率同樣是20Hz~20kHz,如果要將這樣的低頻無線電波有效發射出去,要求天線的長度在幾千米至幾千千米,這樣做是極其困難的。
800MHz用現在的2G/3G/4G基站天線足矣,所以運營商、共享單車都在搞NB-IoT。
关于NB-IoT 基站的覆盖范围:
NB-IoT 比 LTE 和 GPRS 基站提升了 20dB 的增益,期望能覆盖到地下车库、地下室、 地下管道等信号难以到达的地方。 根据仿真测试数据,在独立部署模式下,NB-IoT 覆盖能力可达 164dB,带内部署和保 护带部署还有待仿真测试。
NB-IoT、LoRa通信距離比較:
NB-IoT通信距離:移动网络的信号覆盖范围取决于基站密度和链路预算。NB-IoT具有164dB的链路预算,GPRS的链路预算有144dB(TR 45.820),LTE是142.7dB(TR 36.888)。
與GPRS和LTE相比,NB-IoT鏈路預算有20dB的提升,開闊環境信號覆蓋範圍可以增加七倍。20dB相當于信號穿透建築外壁發生的損失,NB-IoT室內環境的信號覆蓋相對要好。一般地,NB-IoT的通信距離是15km。
LoRa通信距離:LoRa以其獨有的專利技術提供了最大168dB的鏈路預算和+20dBm的功率輸出。一般地,在城市中無線距離範圍是1~2公裏,在郊區無線距離最高可達20km。
郊區無線距離最高20km是什麽概念呢?不太專業的給大家截個圖,大概就是從市中心跑到五環外。
NB-IoT和 LoRa的中继
在实际的网络部署中,NB-IoT和LoRa的无线网络信号都会存在覆盖不到的地方,可称之为信号“盲区”,如果针对“盲区”通过多架设基站达到信号覆盖的话,势必会造成网络建设成本较高。这就需要一种低成本的“中继”産品,来拓展和延伸网络,来完成“盲区”的信号覆盖。
據了解,中國LoRa應用聯盟(CLAA)使用了MCU和SX1278做了一個中繼實現了“盲區”的低成本信號覆蓋。
其實就是簡單的電磁波發射而已,還是老的調制解調技術,只是數據收發少,耗電低而已,沒啥新鮮的東西。吵來吵去,就是標准沒制定。
此外,補充一下其他的知識:
將低頻信號裝載到高頻信號上的過程稱爲調制,常見的調制方式有兩種:調幅調制(AM)和調頻調制(FM)。
① 调幅调制。将低频信号和高频载波信号按一定方式处理,得到频率不变而幅度随低频信号变化的高频信号,这个过程称为调幅调制。这种幅度随低频信号变化的高频信号称为调幅信号。
② 调频调制。将低频信号与高频载波信号按一定的方式处理,得到幅度不变而频率随音频信号变化的高频信号,这个过程称为调频调制。这种频率随音频信号变化的高频信号称为调频信号。
NB-IoT采用的調制解調技術:
下行采用OFDMA,子載波間隔15kHz。上行采用SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。僅需支持半雙工,具有單獨的同步信號。終端支持對Single-tone和Multi-tone能力的指示。MAC/RLC/PDCP/RRC層處理基于已有的LTE流程和協議,物理層進行相關優化。
蜂窝物联网(NB-IoT)功耗低、覆盖广 适用于众多物联网行業應用
2017年被業界稱爲窄帶物聯網商用元年。在政府的大力支持下,蜂窩物聯網(NB-IoT)已經成爲各地的重要戰略産業方向。
NB-IoT優勢
1)大鏈接:在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。一個扇區能夠支持10萬個連接。
2)深度覆蓋:NB-IoT室內覆蓋能力強,比LTE提升20dB增益,相當于提升了100倍覆蓋區域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求,對于廠區、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。
3)低功耗: NB - IoT借助PSM(Power Saving Mode,节电模式)和eDRX可实现更长待机。其中PSM技术是R12中新增的功能,在此模式下,终端仍旧注册在网但信令不可达,从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。eDRX是R13中新增的功能,进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期,减少接收单元不必要的启动,相对于PSM,大幅度提升了下行可达性。
4)低成本:與LoRa相比,NBIoT無需重新建網,射頻和天線基本上都是複用的。可以直接進行GSM/UMTS/LTE和NB-IoT的同時部署。模塊預期價格不超過5美元。
因具备覆盖更广、连接更多、成本更低、功耗更少等突出特质,此类基于蜂窝物联网(NB-IoT)技术的“智能停车、智能抄表、智能路灯、智能楼宇、智慧農業……”等智慧应用将更加广泛的被运用到物联网领域,为提升广大人民群众生产生活的效率和品质发挥出越来越重要的作用。
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