NB-IoT在智慧城市中應用案例的分析


實現新智慧城市應用的主要要求之一是部署無線接入網絡,該網絡可以降低耗電量,覆蓋廣泛區域,有效地為低成本設備供電,並匹配運營商的不同頻譜分配。在智慧城市應用中,NB-IoT可以廣泛應用於智能計量,物業監控,農業,車隊和物流管理等數據傳輸量少但需要大面積部署的領域,並且,通常很多領域的設備位置位於地下、農場、森林等。

在授權頻段下運行可以更容易地確保覆蓋范圍和性能。像lora,433m等采用未授權頻段的網絡下運行的技術存在不受控制的干擾風險,從而影響網絡中許多設備的整體性能。

電池和量程性能

站點密度和鏈路預算是影響移動網絡覆蓋的主要因素。與GPRS,WCDMA和LTE等其他技術相比,NB-IoT的鏈路預算具有20dB的余量,並且具有較低的數據范圍。

在鏈接預算的技術細節中,我們可以強調:

NB-物聯網164分貝

GPRS144分貝

LTE142.7分貝

這20dB的改進可能意味着犧牲其他因素,例如對MTC應用的要求,但事實並非如此。NB-IoT滿足速率延遲和電池壽命的要求。壽命取決於設備如何有效地轉向“睡眠模式”,允許在不需要時關閉電池的某些部分。

NB-IoT使用兩種主要的RRC協議狀態,就像LTE一樣:

RRC空閑節省用於發送測量報告的功率和資源

無線資源控制連結設備直接接收和發送數據

NB-IoT設計靈活性

NB-IoT技術特別支持一系列數據速率。它取決於信道質量,信噪比和某些區域(帶寬)的資源數量。此外,每個設備都具有特定的功率預算,這導致幾個設備的功率相結合。

在某些情況下,NB-IoT設備將受信號強度而非帶寬的影響。這些設備可以聚焦傳輸能量而不會將性能降低到更窄的帶寬。這種效率可以為其他設備釋放帶寬。NB-IoT使用音調或子載波而不是資源塊。它的帶寬為15kHz,與資源塊相比具有相關性,資源塊的有效帶寬為180kHz。

在不同的情況下,無論是好的還是壞的覆蓋區域,都可以通過增加更多帶寬來提高數據速率。通過分配具有多個音調或子載波的設備,數據速率可以增加12倍。這種方法提高了容量。這是設備具有良好覆蓋范圍且數據傳輸速度快的情況。大多數時候,當NB-IoT設備部署在密集網格上或大多數設備位於原始LTE覆蓋區域內時,表現都還不錯。

值得注意的是,NB-IoT的設計具有出色的多路復用和適應性數據速率。3GPP的目標容量已設定為每戶40台設備,或每個小區約52,200台(倫敦等城市)。模擬已經完成每個單元200,000個設備,比初始目標好四倍。當然,NB-IoT在發布時將滿足數據速率要求。

關於設備

經濟實惠的調制解調器是大規模傳感器部署的必備條件。需要優化用於檢測和報告諸如溫度和濕度的不同變量的過程。對於傳感器繁重的應用,數據速率和延遲應該更低。NB-IoT是一種可以滿足這些要求的解決方案,它支持聲明它將帶來更高效率的聲明。NB-IoT設備已經證明它們可以支持工作在100-200kbps范圍內的較低峰值物理層數據速率,甚至可以在單音設備中顯着降低。

我們可以看一下其他設備優化方面。例如,LTE MBB需要兩個天線,而NB-IoT設備需要單個接收器天線。因此,比率和基帶解調器僅需要單個接收器鏈。

窄帶寬(從NB-IoT到1.4MHZ為200kHz到其他技術為20MHZ)的優點之一是模數轉換和數模轉換,信道估計和低緩沖的復雜性。

NB-IoT使工業更加智能化

城市跟蹤城市需要很多方面,因此具有成本效益。NB-IoT和LTE可以控制街道照明,免費停車位,環境條件等。如上所述,NB-IoT調制解調器的價格非常具有競爭力。例如,穩恆的NB-IoT模塊僅售39元。

建築物NB-IoT可以作為建築物寬帶連接的支持。還可以通過使用LPWAN網絡將傳感器直接連接到監控系統來執行安保。

儀表往往會出現在偏遠農村地區或地下等硬地點,NB-IoT可以良好的運用於燃氣表、水表、電表等抄表行業。

NB-物聯網新的物聯網計划將在更好的網絡和設備下運作,有助於創造一個非常有吸引力的業務。


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