长距离无线通信NB-IOT介绍

18年做公司牧场奶牛活动定位&发情监控项目,调研过华为NB-IOT方案,但因牧场位于靠近南极的塔斯马尼亚州,NB-IOT网络信号没有覆盖,不得已只能用高成本的LoRa自建基站(网关)的方案。下面简单介绍一下NB-IOT的基本概念。

一、NB-IOT定义

NB-IOT是Narrow Band Internet of Things的缩写,它构建于蜂窝网络,只消耗180MHz的带宽,可直接部署在GSM或LTE网络之上,出自3GPP,2015年标准成立进入商用阶段,国内是华为公司主导。

二、NO-IOT特点

1、超强覆盖
设计标准在GSM基础上增强20dB,GSM最小路损144dB,NB-IoT最小路损164dB。比2/3/4G能够多穿1~2堵墙,理论上NB-IoT基站覆盖范围15Km。
注:LoRa覆盖距离5Km
2、超低功耗:PSM(低功耗模式),允许终端在进入空闲态后关闭信号的收发和接入功能,从而减少天线、射频、信令处理等功耗消耗,eDRX(非连续接收)让终端设备周期性进入休眠模式,休眠模式不监听下行通道
注:当时用LoRa终端,也是因为功耗问题,几次调整休眠时长,最终达到终端电池使用寿命半年左右
3、超低成本:挥刀自宫,简化硬件(半双工、低采样率、低速率),终端模组成本比较低。
4、超大容量:5万连接数/小区

三、NB-IOT网络体系架构

  • NB-IoT终端:通过空口(基站和移动电话之间无线协议规范,定义了无线信道的频率、带宽、编码方式、越区切换等)连接到基站
  • eNodeB:主要承接空口接入处理、小区管理相关功能,通过S1-Lite与IoT核心网进行连接,可以独立也可以与eutran(接入网)融合组网
  • IoT核心网:承担将IoT数据发送到IoT平台的功能.
  • IoT平台:将接入网得到的IoT数据转发到相应的业务服务器处理 

 四、协议

COAP协议特点

  • 基于消息的双向通信,终端既可以做为Client也可以做为Server
  • 协议包轻量级,最小仅为4B
  • 通过确认及重传机制保证数据可靠到达

报文说明

  • T: 报文类型  需要确认/不需要确认/应答/复位
  • Code:GET/POST/PUT/DELETE
  • MessageId:报文序号
  • Payload:交互数据,二进制/文本/json/xml

五、相关链接

1、长距离无线通讯LoRa应用介绍

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