浅析低功耗广域网及在智慧城市中的实践
发布时间：2021-12-31 14:15:13 所属栏目：产品 来源：互联网
导读：根据知名物联网分析机构IoT Analytics预测，到2025年，物联网连接数将达到非物联网连接数的3倍。低功耗广域网(LPWAN)作为物联网连接的核心基础设施，其业务特点是发送数据极小，并且为了维持电池供电设备的长时间工作，发送周期被设定得很长。从技术特点上
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根据知名物联网分析机构IoT Analytics预测，到2025年，物联网连接数将达到非物联网连接数的3倍。低功耗广域网(LPWAN)作为物联网连接的核心基础设施，其业务特点是发送数据极小，并且为了维持电池供电设备的长时间工作，发送周期被设定得很长。从技术特点上来说，低功耗广域网具备三个优势：低功耗、远距离、大连接。 目前主流的物联网技术，按频谱使用分类，可分为授权频谱技术和非授权频谱技术。授权频谱主要是由电信运营商主导，例如NB-IoT、LTE-M；而非授权频谱技术则由于其部署成本低、运营难度低、实施灵活等特点，应用非常广泛。 而当前主流的非授权频谱技术有LoRa、Sigfox、Weightless、NB-Fi等。这些技术中有的采用传统调制、解调技术，例如BPSK，FSK，以及根据业务场景研发的MAC层技术；有的则是从物理层的调制、解调技术上实现突破，提升接收灵敏度，增大链路预算，例如LoRa。从物理层入手的优势在于从源头就能提升信号覆盖，降低部署成本。 如何提高接收灵敏度？现阶段主要的处理方式，下文将简要分析。 一是采用扩频技术，利用扩频增益改善设备接收灵敏度。例如采用Chirp扩频的LoRa、DSSS扩频的RPMA等技术。二是降低接收信号带宽，减小带内噪声功率，改善设备灵敏度，例如Sigfox。 还有一种技术，我们称之为扩时或者重传技术。目前，NB-IoT采用的就是这种方案，NB-IoT通过同一数据块的重复传输，降低单位时间内的实际传输速率，从而改善接收灵敏度。 上文提到的3种方式中，部分技术通过一味降低传输速率改善灵敏度，但真的有意义吗？笔者认为，答案是否定的，实际业务场景中极少有几个bit的传输需求。而在仅有的极窄带和扩频技术中，扩频具有如下优势： 相对于极窄带体制，扩频体制能够检测到小于噪声功率的信号； 相对于极窄带体制，扩频体制对干扰，噪声，阻塞有更好的抑制能力； 相对于极窄带体制，扩频体制具有更好抗多径能力； 相对于极窄带体制，扩频体制容许不同的扩频因子存在于同一信道，提升信道容量。 当前，Semtech的LoRa技术申请了近30多篇发明专利，几乎形成了完整的技术保护墙，在保证性能的情况下，突破其专利壁垒已十分艰难。而升哲科技的SWIC(SENSORO Wide Coverage)技术现已申请国内发明专利23篇、国际PCT 5篇，已授权专利6篇。目前，中国仅有升哲科技一家公司开发的低功耗物联网技术性能可替代LoRa，实现国产、自主、可控，真正突破了Semtech的专利封锁，实现了优异性能的同时，还降低了芯片实现过程中乘法器的需求，从而降低成本。 随着社会老龄化的加剧，政府鼓励居家养老政策实施等多重因素之下，通过物联网手段实时监测老人生理状态、空间活动、生活用水、用电情况等，有助于基层网格员、社区工作者随时随地掌握老人情况，老人的居家养老生活也多了一份科技的保障。 此外，对于危害较大的城市内涝现象，如果能及早部署感知设备，联动市政、应急等救援力量，精准处置，可大幅减少次生灾害的发生，从而降低居民人身财产损失。 从综合业务场景需求出发，明确数据结构定义，充分利用授权频谱技术和非授权频谱技术，形成优势互补，助力城市治理，将会对智慧城市的建设产生积极影响。 （编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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