導入コストを節約し、アップグレードを容易にするため, 携帯電話ネットワークに基づくNB-IoTアプリケーション, に直接実装できます GSM, UMTS, または LTE ネットワークで、約 180KHz の帯域幅のみを使用します. の すべてのインターネット 携帯電話ベースの通信に大きく依存している ナローバンドモノのインターネット (NB-IoT).
1. NB-IoT技術とは
NB-IoT, 低電力ワイドエリアネットワークとも呼ばれます, は、低電力デバイスが世界中のセルラー データに接続できるようにする IoT 分野の新しいテクノロジーです。 広域ネットワーク (LPWAN). 広範な屋内セルラーデータ接続カバレッジを提供することに加えて、, NB-IoT デバイスは、少なくともバッテリー寿命が向上すると予測されています 10 年. 高いネットワーク接続速度と長い待機時間を必要とするデバイスは、NB-IoT を使用して効果的に接続できます。.
スマートロック, スマートシティ, スマート水道メーター, スマートガスメーター, スマートトラッカー, スマートストレージ, およびスマート街路灯は、NB-IoT の現在のアプリケーション シナリオの一部です。. それらはすべて、プラットフォームに元のデータを受信するよう要求します。. クラウドプラットフォームはNBモジュールを介したデータ統合を可能にし、データを人々に届け、効率的なデータ分析と活用を実現します。.
2. NB-IoTはどのように機能するのか 仕事?
NB-IoT が騒がしい環境や低い信号レベルでも機能する能力は非常に重要です, バッテリー寿命を節約する機能も同様です. さらに, NB-IoT は短いメッセージを送信するように設計されており、視聴覚素材の送信は必要ありません。, 巨大なファイル, または他の種類のコンテンツ.
このアプローチでは, いくつかの物理的特性は、重要な特性を提供するのに役立ちます:
- NB全体の最大幅 IoTの周波数帯域は 1 RB です, 180 kHz;
- ユーザーの機器の無線パスには単一の送信機があります, 受信機, とアンテナ;
- 送信と受信は異なる時間に行われます, これは本質的に半二重伝送になります;
- サブキャリア上で UL 方向に送信できる容量;
- 変調タイプとしては BPSK と QPSK のみが使用されます;
- 放送信号の継続的な改善 (カバレッジの強化).
デバイスを合理化し、半二重伝送モードを利用して使用することができます。, アンテナ, RB の狭帯域. その他のこととしては、;
- CPUが使用する電力を削減する;
- エネルギー使用量を削減する;
- サイズを縮小する;
- より安価な機械;
- 無線周波数の配布:
提供する NB-IoT 周波数リソースを使用して. ほぼすべての帯域が 2G と同じ, 3G, 「低」バーの 4G は NB-IoT に使用可能. B3 (900MHz), B8 (800MHz), とB20 (800MHz) (1800MHz). 「より高い」周波数を使用しても、信号が大幅に減衰するため無意味です。.
3. NB-IoT の用途と NB-IoT アプリケーション
スマートシティ
NB-IoTが目指すのは、長いバッテリー寿命と低価格. 非モバイルに適しています, データ量が少ない, 遅延に影響されない, コスト重視の, 非常に大規模な端末アプリケーション. インテリジェントメーター, インテリジェント街路灯, メンテナンスホールカバーなどのインテリジェント知恵都市アプリケーションは、その数が特徴です。, 広範囲に分布, 弱い機動性, 位置精度は、位置の適時性の影響を受けず、また毎日発生します。. したがって、, 端末数が非常に多いため、レートと時間遅延がより許容されます。. 通常、端末の定期的なメンテナンスを行うのは困難です, 端末の配置や動作状態を維持する必要がある, NB-IoT ポジショニングを最適化.
スマート農業
畜産の実践を考慮する. 遊牧民の牛たち, 羊, そして馬は長さ数十キロメートルの牧草地で飼育されることがよくあります。. 一部の動物は2年以上飼育しなければなりません, そして牧場主は家畜の居場所を常に把握していなければなりません. 従来の GPS 測位は端末耐久性が弱い, そのため、2 年間の耐用年数を達成することが困難であり、衛星の視程が低いときは環境によって制限されます。. NB-IoT 測位では、放流後 5 年以内の牛の終末期の持続性や家畜の位置に対する気候可視性の影響は問題になりません。.
スマートウェアラブル
ウェアラブルガジェットの中でも, NB-IoT は長期にわたる慢性疾患のモニタリングに適しています, 制御する, そして高齢者の追跡, 子供たち, ペットと, スマートフォンに依存しないその他のデバイス. 若者も高齢者もNB-IoTによるリアルタイム位置追跡が可能. ペットが徘徊するのを防ぐために首輪に付けることもできます。. 車両には、操作データの位置を特定および追跡する盗難防止機能と、プラットフォームおよびユーザーとの遠隔制御機能が組み込まれます。. これはNB-IoT技術をベースにしたスマートバイクにも当てはまります.
賢く駐車しましょう
多くの大都市における厄介な問題は、駐車場へのアクセスです。. 一方では, 自動車交通量の増加は、駐車スペースを探している自動車によって引き起こされます, 道路を詰まらせるもの. しかし, 誰も利用したがらないため、いくつかの駐車スペースは空いていて空いています。. この問題はNB-IoT測位によってうまく解決できます, また、ドライバーが駐車スペースを素早く見つけ、正確なナビゲーション指示を提供できるように支援します。. スマートパーキングの効果を実感するには, 大量のリアルタイム センサー データが駐車場管理プラットフォームと運転ユーザーに同時にリンクされます。.
NB-IoTの活用 畜産
畜産には 2 つの重要な種類があります: 飼育下および放し飼い, 中国の北部と西部の国境が主要な放牧地として機能している.
家畜の肉の品質の高さと飼料コストの削減が放流の利点です, しかしその結果、家畜の管理が困難になる.
- 最も簡単な方法は人工放牧です. しかし, それには重大な欠点があります:
- 人工ホースの場合は専門の人のストッキングが必要です, それは労働力を消耗する.
- 捕虜ストッキングは安全上の懸念であり、人々を野生動物の暴行にさらします.
- 捕獲ストッキングでは体系的な管理が効果的ではない.
この問題は、GPS+GPRS 畜産測位システムを使用することで解決できる可能性があります。. でも、子牛や羊は大きいので、, GPRS通信基地局の容量が不足してしまう, バッテリーの寿命も問題になるでしょう. 加えて, 農場はもっと遠くにある, これにより信号品質が予測不能になります.
- NB-IoT アプリケーション 遠隔検針
水道メーターはどのご家庭でも使用されています, 私たちの日常生活と強く結びついています.
手動による戸別検針統計が最も簡単な方法です. 文明の進歩に伴い、手動検針にはいくつかの欠点があります:
- 無効性
- 人件費が高い
- 記録されたデータにエラーが発生するのはよくあることです.
- オーナーは訪問者を警戒し、中に入れようとしない
- 管理と維持が難しい
したがって, GPRSリモート検針が作成されました. 手動メーター読み取りに関するいくつかの問題に対処します。. より安全です, もっと効率的, 手動検針技術よりも最新の.
4. NB-IoTソリューションs
低価格
NB-IoT の特徴の 1 つは、事業者の現在のネットワーク内に迅速かつ安価に設置できることです。. NB-IoT用, 3つの展開方法があります. 初め, 独立した導入により、NB-IoT は既存のシステムから独立して動作できます。 LTEネットワーク. GSM の 200KHz チャネル帯域幅は、NB-IoT の 180KHz 帯域幅を満たすのに十分すぎるため、, この技術はGSMスペクトルの再培養に適しています。.
浅い電力使用
携帯電話の一般的なページング技術は DRX です. NB-IoT は 2 つの異なるモードを作成しました, eDRX と PSM, さまざまな状況の要求に応えるために. eDRX スキーマを説明する前に、読者は DRX スキーマを理解する必要があります. 考えるのをやめたら, たとえ理想的な条件下であっても, 電話機はどのようにしてポケベルを確実に聞くことができるのでしょうか? 授業に集中している生徒が、講師から質問に答えるよう求められるのを待つのと同じです。, これは、携帯電話を 1 日中毎秒ページングできるようにしておくことと同じです。.
しかし, 携帯電話で毎日毎秒ページを待っていると、バッテリーの消耗が激しくなります. 結果として, プログラマーは不連続受信技術 DRX を作成しました. 携帯電話は、ページングが行われるたびに IDLE 状態になります。, そして受信機の電源が切れます, まさに学生が授業中に寝るのと同じように. DRX モードの DRX サイクルは、通話間の間隔です。. DRX サイクルの長さは 1.28 秒です, 2.56s, 5.12s, そして10.24秒.
スーパーカバー
NB-IoT は、カバレッジの点で GPRS よりも 20dB ブーストされたカバレッジを提供することを目的としています。. NB-IoT は GPRS の 3 倍の範囲を達成し、GPRS よりも 2 つ多くの障壁を突破できます。 GPRS データが異なる方法で配信された場合. 卓越したカバレッジを実現する NB-IoT の基本とは? 上下を区別する必要がある場合. ダウンリンクの観点から見ると, 主にブロードキャストを繰り返すことで伝送の一貫性を向上させ、より大幅な利益をもたらします。.
私信じられないほどのつながり
スーパーサイズ接続が最後の機能です, しかし、それはどのように機能するのでしょうか? 読者は、モノのインターネット端末のトラフィック モデルと携帯電話の何が違うのか疑問に思うかもしれません。. モノのインターネットには多数の空港があります, ただし、各端末は小さなパケットしか送信しないため、, 遅延要件の影響を受けません. 4G 基地局に接続するには、すべてのデバイスが高品質の通信を行う必要があります。, 基地局領域内のすべてのユーザーの通信品質を保証する必要がある. 携帯電話が基地局エリア内に一定数のユーザーしか収容できないのはこのためです. しかし, かなりの割合のデバイスが非アクティブなままであるため、, IoTデバイスの通信品質要件はそれほど厳しくない, 同じ基地局範囲内のより多くの端末に到達し、最大でサポートできるようになります。 50,000 IoTデバイス.
5. NB-IoTの開発動向
通信業界のモノのインターネット市場の概念が NB-IoT の出現に貢献, それは事故ではなかった. ほとんどのインターネット接続デバイス (IoT) Wi-Fiを使用したことがある, ブルートゥース, 従来の 2G により、過去 10 年間に接続できるようになったその他のアクセス可能なテクノロジー, 3G, および 4G ネットワークは、IoT デバイスの低消費電力と低コストの要件をサポートできません. このため、通信事業者が利益を上げることが困難になっています. 経済がテクノロジーを推進する.
セルラー技術であるにもかかわらず, NB-IoTと 2/3/4/5G 通信プロトコルが改善され、特定の IoT アプリケーションにより適したものになっています. 消費電力はモノのインターネットの重要な指標となる可能性がある (IoT) デバイス, NB-IoT は、以前のセルラー技術と比較して、この分野で大きな進歩を遂げました。.
例えば, モノのインターネット用のアプリケーション 常にオンラインである必要はないため、必要に応じてネットワークに接続できます。. 定期的に接続していないときはスリープする必要がある, 電力使用量を大幅に削減できる可能性があります. マシンがスリープしているときにウェイクアップ メカニズムをアクティブにする必要がある, 送信機または受信機に相手側の信号をリッスンするよう要求する. このリスニングがどのように設計され、どのように実装されるかが電力使用量にとって重要です。.
消費電力は、TCP などの接続指向の伝送プロトコルでも要因となります. 接続の信頼性を確保するには、3 ウェイ ハンドシェイクが必要です, 接続時間が長くなり、, 当然のことながら, 消費電力が増加する. しかし, UDP はこれを必要としないため、単一リンクの消費電力は少なくなります。.
無線通信における無線到達距離は、送信電力と受信感度に大きく影響されます。. 消費電力を抑えるには, 同じ通信可能距離内で、送信機の送信電力を下げ、受信機の受信感度をできるだけ高めることも重要です。. これは、スペクトル拡散を変更することで実現できます。, 変調モード, およびその他の要素.
自然界の環境は非常に複雑であるため、, 電波は特定の障害を乗り越えることができる必要があります. 波長を長くし、周波数を下げることで障壁を乗り越える能力が向上します。. 実際に, 低周波電波の消費電力は、同じ通信可能距離であれば、同じ送信電力で通信可能距離が長くなるほど、低減される可能性があります。.
