你未知的物联网专用通信技术,三种授权频段下的低功耗广域网.doc
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1、你未知的物联网专用通信技术,三种授权频段下的低功耗广域网众所周知,蓝牙和ZigBee等通信协议凭借低功耗的特性已经被广泛应用于近距离的物联网通信,但在覆盖范围更大的场景,如智慧城市和车联网等领域,这些近距离通信技术显然无法满足需求。目前,物联网产业链上下游都在大力推广低功耗广域网(LPWAN),如NB-IoT、LoRa、SigFox以及RPMA等,种类甚至比近距离通信技术还要多。不过,在这些LPWAN技术中,工作在3GPP(Third GeneraTIonPartnership Project)授权频谱的只有3 种,分别是eMTC,NB-IoT和EC-GSM-IoT。这些授权频段下的低功耗广域
2、网最大的优势是可以通过已有的站址进行大规模覆盖,那它们各自又有什么特点呢?eMTC覆盖:比GPRS提升15dB结点数:单载波10万个功耗寿命:5Wh电量下,至少10年速率:上下行峰值 1Mbps频段:LTE带宽:1.08MHzeMTC的全称是LTE enhancements for Machine Type CommunicaTIons。为了适应物联网环境下海量的低成本低带宽的终端接入,3GPP的专家组一方面保留了原有LTE协议对硬件环境的兼容性,另一方面针对物联网的特殊应用场景删掉了高速传输等不必要的附加能力,最终在LTE的基础上裁剪、优化得到了eMTC。eMTC这一提法在3GPP发布的Re
3、lease 13中被正式确定,在此前的版本中曾被称为Low-Cost MTC和LTE-M(即LTE-Machine-to-Machine)。未来eMTC还会根据技术和应用场景的发展随着LTE协议族共同演进。在Release 13中定义的eMTC支持1.08MHz的射频和基带带宽,比GPRS的覆盖范围提升了15dB,每个载波最多可以支持10万个设备连接,并且可以直接接入现有的LTE网络,同时兼容FDD和TDD两种技术标准。更重要的是,由于兼容LTE,因此eMTC可以支持VoLTE(Voice Over LTE)语音技术,未来或许将被应用到各种智能硬件之中。此外,eMTC还支持上下行最大1Mbps
4、的峰值速率,远超GPRS、NB-IoT以及LoRa等其他技术标准。而且,为了适用于物联网场景,兼容eMTC协议的终端模块还被要求能够在5Wh的电量下待机超过10年,并且目标成本要求控制在12美金之间,在功耗和成本上针对物联网应用做了充分的考量。今年1月,韩国KT电信集团已经联手诺基亚完成了eMTC标准的首次试运行。NB-IoT覆盖:比GPRS提升20dB结点数:单载波20万个功耗寿命:5Wh电量下,10年速率:下行峰值250Kbps;上行单通道峰值20Kbps,多通道250Kbps频段:LTE,LTE边缘,独立频段(例如GSM)带宽:180KHzNB-IoT的全称是Narrow Band In
5、ternet of Things。相对于eMTC而言,其主要特点是根据物联网进行了更深入的优化,在保证通信的同时进一步降低了网络负荷。NB-IoT针对物联网的深度优化主要体现在两个方面:一个是增加了覆盖率,一个是提升了系统容量。根据3GPP的介绍,NB-IoT通过降低编码率大幅提高了系统的解调效率,而且降低了单一设备的信号发射功率(协议规定最大为200mW,5Wh的电量下要求至少待机10年),降低了上传和下载的最高速率水平(上传和下载速率最高只能达到250Kbps),整体上比GPRS的覆盖范围增加了20dB,每个载波最多可以支持20万个网络连接。除此之外,根据容量需求,NB-IoT还可以通过增
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