[经验]

STM32+NB-IoT技术实战开发课程

慧心的眼眸

2018-5-7 15:44:41

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物联网通信技术林立，为何又出现一个LPWA

LPWA低功耗广域网开发关键技术

下一代网络生态

“LPWA”的兴起，得益于最近几年物联网的快速发展。大家知道，万物互联的基础是利用通信技术把人与物、物与物连接，我们比较熟悉的通信技术包括WIFI、蓝牙、ZigBee等短距离无线通信技术和2G、3G、4G／LTE等移动蜂窝通信技术。

为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求，LPWA应运而生。LPWAN（Low Power Wide Area Network），低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。正如短距离无线网络包含WIFI、蓝牙、ZigBee等多种技术，LPWA也包含多种技术，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB－IoT等。由于是“广域”网络，因此必然会涉及网络运营。所以LPWA网络一般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署，由于LPWA网络连接的基本都是“物”，因此通常也叫“物联网专用网络”。

NB-IoT无线技术兴起，将给物联网迎来新际遇

一、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。

　　二、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。

　　三、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。

　　四、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）。