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NB-IoT是怎麽工作的,是否支持基站定位?【轉】

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轉自:http://www.elecfans.com/iot/779658.html

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臺審批,領取無線電臺執照。同時,根據臺站共存技術條件,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。大概相當於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,也就是為何遠離基站的手機沒有4G信號,卻有2G信號的原因。

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NB-IoT是否支持基站定位? R13 不支持基站定位,但運營商網絡可以做私有方案,比如基於小區ID 的定位,不會影響終端,只需要網絡增加定位服務器以及與基站的聯系即可。R14 計劃做定位增強,支持E-CID、UTDOA 或者OTDOA,運營商希望的定位精度目 標是在50 米以內。

如果從終端復雜度角度考慮,UTDOA 更好,因為對終端幾乎沒有影響,並且在覆蓋增 強情況下(地下室164dB),UTDOA(上行)功耗更低;如果大部分場景不需要覆蓋增強,從網 絡容量角度來看,OTDOA(下行)會更好。

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。聲音的頻率為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。

關於NB-IoT 基站的覆蓋範圍:

NB-IoT 比LTE 和GPRS 基站提升了20dB 的增益,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、 地下管道等信號難以到達的地方。 根據仿真測試數據,在獨立部署模式下,NB-IoT 覆蓋能力可達164dB,帶內部署和保 護帶部署還有待仿真測試。

NB-IoT、LoRa通信距離比較:

NB-IoT通信距離:移動網絡的信號覆蓋範圍取決於基站密度和鏈路預算。NB-IoT具有164dB的鏈路預算,GPRS的鏈路預算有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相當於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。

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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。

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NB-IoT和LoRa的中繼

在實際的網絡部署中,NB-IoT和LoRa的無線網絡信號都會存在覆蓋不到的地方,可稱之為信號“盲區”,如果針對“盲區”通過多架設基站達到信號覆蓋的話,勢必會造成網絡建設成本較高。這就需要一種低成本的“中繼”產品,來拓展和延伸網絡,來完成“盲區”的信號覆蓋。

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。

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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,就是標準沒制定。

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為調制,常見的調制方式有兩種:調幅調制(AM)和調頻調制(FM)。

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① 調幅調制。將低頻信號和高頻載波信號按一定方式處理,得到頻率不變而幅度隨低頻信號變化的高頻信號,這個過程稱為調幅調制。這種幅度隨低頻信號變化的高頻信號稱為調幅信號。

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② 調頻調制。將低頻信號與高頻載波信號按一定的方式處理,得到幅度不變而頻率隨音頻信號變化的高頻信號,這個過程稱為調頻調制。這種頻率隨音頻信號變化的高頻信號稱為調頻信號。

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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層處理基於已有的LTE流程和協議,物理層進行相關優化。

蜂窩物聯網(NB-IoT)功耗低、覆蓋廣 適用於眾多物聯網行業應用

2017年被業界稱為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)已經成為各地的重要戰略產業方向。

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,相當於提升了100倍覆蓋區域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求,對於廠區、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,節電模式)和eDRX可實現更長待機。其中PSM技術是R12中新增的功能,在此模式下,終端仍舊註冊在網但信令不可達,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。eDRX是R13中新增的功能,進一步延長終端在空閑模式下的睡眠周期,減少接收單元不必要的啟動,相對於PSM,大幅度提升了下行可達性。

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復用的。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。

因具備覆蓋更廣、連接更多、成本更低、功耗更少等突出特質,此類基於蜂窩物聯網(NB-IoT)技術的“智能停車、智能抄表、智能路燈、智能樓宇、智慧農業……”等智慧應用將更加廣泛的被運用到物聯網領域,為提升廣大人民群眾生產生活的效率和品質發揮出越來越重要的作用。

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