超过460,000+ 应用技术资源下载
pdf

低功耗广域网 (LPWAN)技术——优势和测试挑战

  • 1星
  • 日期: 2017-12-28
  • 大小: 1.88MB
  • 所需积分:0分
  • 下载次数:31
  • favicon收藏
  • rep举报
  • 分享
  • free评论
标签: 是德科技物联网技术文档

低功耗广域网 (LPWAN)技术——优势和测试挑战

文档内容节选

是德科技 低功耗广域网LPWAN 技术优势和测试挑战 应用指南 02 是德科技 低功耗广域网LPWAN技术优势和测试挑战应用指南 什么是 LPWAN 物联网是指由数十亿个设备连接到互联网所组成的一个网络一些常见的设备包括可 穿戴设备和智能家居设备等这些类型的应用,基本上是要以牺牲部分隐私为代价来获 取某些便利对于工业物联网而言,其优势是巨大的物联网可以提升工作效率降低成 本减少能耗,还包括机器学习依据大数据做出动作通过分析所有这些设备所产生的 数据,您可以提升工作效率,或为客户提供更好的服务由于您能够更深入地了解客户, 因此能提供新的服务并扩大业务范围 不过,当今的大多数无线技术还无法满足物联网的要求,尤其是在覆盖范围或电池使用 寿命方面 数据速率功耗 WLAN 蜂窝 ZigBee BT LE NFC LPWAN 图 1 比较 LPWAN 技术与其他物联网无线标准的数据速率功耗和覆盖范围 覆盖范围 为了满足物联网的要求,您必须在数据速率功耗和覆盖范围之间进行权衡要实现低 功耗,可能不得不牺牲数据速率 在图 1 中,WLAN 和 LTE蜂窝能以极高的数据速率和高功耗提供短距离和长距......

是德科技 低功耗广域网(LPWAN) 技术——优势和测试挑战 应用指南 02 | 是德科技 | 低功耗广域网(LPWAN)技术——优势和测试挑战——应用指南 什么是 LPWAN? 物联网是指由数十亿个设备连接到互联网所组成的一个网络。一些常见的设备包括可 穿戴设备和智能家居设备等。这些类型的应用,基本上是要以牺牲部分隐私为代价来获 取某些便利。对于工业物联网而言,其优势是巨大的。物联网可以提升工作效率、降低成 本、减少能耗,还包括机器学习依据大数据做出动作。通过分析所有这些设备所产生的 数据,您可以提升工作效率,或为客户提供更好的服务。由于您能够更深入地了解客户, 因此能提供新的服务并扩大业务范围。 不过,当今的大多数无线技术还无法满足物联网的要求,尤其是在覆盖范围或电池使用 寿命方面。 数据速率/功耗 WLAN 蜂窝 ZigBee BT LE NFC LPWAN 图 1. 比较 LPWAN 技术与其他物联网无线标准的数据速率、功耗和覆盖范围 覆盖范围 为了满足物联网的要求,您必须在数据速率、功耗和覆盖范围之间进行权衡。要实现低 功耗,可能不得不牺牲数据速率。 在图 1 中,WLAN 和 LTE(蜂窝)能以极高的数据速率和高功耗提供短距离和长距离的 覆盖范围。 ZigBee、BT LE 和 NFC 能以中等数据速率和低功耗提供短距离的覆盖范围。 LPWAN 是一种能够同时满足覆盖范围和电池使用寿命要求的技术。它能提供最长距离 的覆盖范围,而功耗非常小,同时只需牺牲少许的数据速率。很多智慧城市和智能公用事 业应用,例如智能路灯、湿度传感器、智能计量和智能停车,对数据速率的要求不高,但 却需要非常广阔的覆盖范围。这就是您需要 LPWAN 的原因。 03 | 是德科技 | 低功耗广域网(LPWAN)技术——优势和测试挑战——应用指南 LPWAN 技术:案例研究 让我们思考一下,如何使用 LPWAN 在无线智能计量应用中提高工作效率。 一家公用事业公司负责为一个小城镇的所有家庭供水。这家公司必须派人到每一户去抄 水表。这个过程完全通过人工完成,在上门的路上浪费了大量时间。如果能够在每一户中 部署水表,通过水表无线跟踪用水情况,并将数据发送到云,该公司就可以节省大量的 工时,进而节省大量的成本,使公司可以专注于其他领域。此外,这家公用事业公司将能 更好地了解客户的用水模式,并据此优化供水能力,确保在高峰时段提供充足供水。 为了无线跟踪用水情况,该公司必须为水表添加一个很小的硬件设备,即物联网客户端 或代理器。这个硬件可以读取水表数字,并将读数定期发送到云。在这种情况下,数据速 率和时延并不重要。最重要的因素是覆盖范围和电池使用寿命。某些水表安装在遥远的 位置、地下室或难以到达的地方。无线技术必须支持广泛的覆盖区域,并能提供深入的 室内覆盖。水表中的电池预期能够使用 10 年以上。 因此,这些服务提供商面临的挑战是: 1. 将所有这些处于遥远位置的水表通过无线技术连接到云。 2. 确保这些水表中的电池使用寿命达到 10 年以上。 为了克服这些挑战,这家公用事业公司可以采用一种 LPWAN 技术。通常,我们可以把这 些技术分为授权许可的技术和非授权许可的技术。每一种技术都有其优点和缺点。 04 | 是德科技 | 低功耗广域网(LPWAN)技术——优势和测试挑战——应用指南 LPWAN 技术比较 由于蜂窝网络成本很高,用电量也很大,并且需要使用昂贵的硬件和服务,很多网络提供 商使用非授权的频谱来开发自己的无线网络。例如 LoRa、SIGFOX 和 Telensa。这些提供 商主要面向关键基础设施和农业等应用,开发自己的低成本基站。他们从小覆盖范围开 始,逐渐将基础设施的覆盖范围扩展到全国或全地区,并最终使用蜂窝回程连接到云。 另一方面,3GPP NB-IoT 或 LTE Cat-M1 等授权的 LPWAN 技术支持对现有的蜂窝基础 设施进行软件更新,例如升级现有的 LTE 和 GSM 基站。重复利用现有的 3G 或 4G 频谱 使他们能够非常快速地实现国内和国际的覆盖与部署。这些技术可为那些需要依赖广阔 覆盖范围的应用提供支持,例如车辆跟踪、宠物跟踪和物流。他们还在技术方面提供更 强大的标准化,能够将服务扩展到其他领域,例如移动通信、漫游、安保和身份验证。 授权的和非授权的 LPWAN 技术有一些共同点。它们的链路预算都很高,电池使用寿命 很长。主要差别在于围绕这些技术的生态系统不同。 SIGFOX 是一个由多家芯片厂商组成的生态系统,其产品使用亚 GHz 频谱波段。协议和 认证由 Sigfox 公司负责管理。该公司提供非常小的数据包(12 字节)和非常低的设备成 本。它是最早的 LPWAN 厂商之一。 LoRa 是一种专有技术,其芯片由 Semtech 提供。LoRaWAN 是以 LoRa 联盟开发和认证 的 LoRa 技术为基础建立的协议。LoRaWAN 主要是一个媒体接入控制(MAC)层协议, 它为应用提供了极高的灵活性,但也给开发人员开发完整的解决方案带来了一大挑战。 窄带物联网、LTE Cat-M1 和 EC-GPRS 是蜂窝物联网标准。.它们是采用多家厂商芯片或 设备的多厂商生态系统。与其它蜂窝制式一样,其认证由 GCF/PTCRB 管理。只需对现有 的蜂窝基础设施进行软件升级,您便能支持这些新技术。尽管它们比非授权的技术晚几 年时间问世,但是一经推出,就提供了非常快速的国内和国际覆盖,并支持需要广阔覆盖 范围的应用,例如车辆跟踪、物流和资产跟踪。 LTE Cat-M1 根据 3GPP 发布的 LTE 技术修改而来。它是现有技术的简化版本,并使用了 更简单、更便宜的芯片组。它能够提供比其他 LPWAN 技术更快的数据速率,并可通过对 现有 LTE 基础设施进行软件更新来获得支持。Cat-M1 最初主要部署于美国。 窄带物联网是 3GPP 发布的一项全新技术。它可通过对 LTE 或现有 RAN 基础设施进行 软件更新来获得支持。与其他技术相比,其优点是设备成本相对较低,链路预算非常良 好。它最初主要部署于亚洲或欧洲。 05 | 是德科技 | 低功耗广域网(LPWAN)技术——优势和测试挑战——应用指南 EC-GPRS 是 GPRS 的改进版本。它可通过对现有 GSM 基础设施进行软件更新来获得支持。通过信 号中继或重新传输,它能实现比 GPRS 更好的链路预算。 其他 LPWAN 制式还包括 Telensa、Ingenu 和 Weightless。Telensa 是一个单一厂商设备,其中使用 了多家厂商的芯片,并且在亚 GHz 的频段内工作。它是一家垂直整合制造商,主要致力于智能路灯照 明业务,并开始进入停车传感器领域。Telensa 已在英国、美国和亚洲大量部署,用于路灯照明应用。 Ingenu 以其专有的 RPMA 技术为基础,并在非授权的 2.4 GHz 频段工作。Weightless 拥有三种不同 的无线设计,并由 Weightless Special Interest Group(SIG)进行管理。 表 1:LPWAN 技术比较 SIGFOX 现在 LoRaWAN 窄带物联网 LTE Cat-M1 EC-GPRS 现在 2016 年下半年 2016 年下半年 2016 年下半年 发布 链路预算 ~146-162 dB* ~150-157 dB* 电池使用寿命 > 10 年 > 10 年 频谱 非授权和轻授权 频段,例如 868、 915 MHz 非授权和轻授权 频段,例如 169、 433、 470、868、 915 MHz 速率和调制 上行链路:100 GFSK、CSS (线 bps BPSK 100 Hz 带宽 下行链路:500 bps GFSK 600 Hz 带宽 性调频扩频) ~0.3 至 50 kbps 125 kHz 带宽 ~164 dB > 10 年 ~156 dB > 10 年 ~164 dB > 10 年 GSM 和 LTE 授权 LTE 授权频段 GSM 授权频段 频段 下行链路大约 25 kbps,上行链路大 约 64 kbps(多音频 1 Mbps QPSK、 16 或 64QAM 1.4 MHz 带宽 用户设备) 下行链路:QPSK 上行链路:π/4- QPSK、π/2-BPSK、 QPSK 180 kHz 带宽 ~10 至 ~240 kbps GMSK、选 件 8PSK、200 kHz 带宽 芯片 协议 认证 多厂商 SIGFOX SIGFOX Semtech Semtech LoRa 联盟 多厂商 3GPP 多厂商 GCF/PTCRB 多厂商 3GPP 多厂商 GCF/PTCRB TBC 3GPP 多厂商 GCF/PTCRB
更多简介内容

推荐帖子

物联网的低功耗广域网络替代方案
诸如WiFi,ZigBee和蓝牙等无线网络技术适用于物联网(IoT)的消费者应用,但许多工业和其他物联网应用需要在这些技术可以处理的范围内运行。传统上,蜂窝和卫星机器对机器(M2M)技术填补了这一空白,但成本,功耗和可扩展性问题使得这些选择对未来的吸引力降低。许多低功耗广域网(LP-WAN)替代方案已经出现,需要开发人员仔细考虑,以寻求解决这些广泛的物联网应用。广域物联网技术的用途很多。停车资
朗锐智科 RF/无线
物联网小课堂之NB-IoT黑科技——低功耗技术
NB-IoT,即Niubility Internet of Things。    啪。。。              Sorry,刚刚是隔壁老田抢了键盘。。。     NB-IoT,即Narrow Band Internet of Things。作为物联网领域新晋代表性技术,身披覆盖深、功耗低、安全性高三大光环,从发布之初,便在物联网领域中占据了重要战略性地位,可谓是物联网领域的“第一
中移模组 【无线连接】
了解是德科技汽车电子、物联网(IOT)精彩专题,下载技术文章送好礼!活动开始啦!
了解并观看是德科技汽车电子、物联网(IOT)精彩专题,下载技术文章送好礼!活动开始啦!~~~ 活动时间: 即日起――2017年8月18日 活动流程: 1、了解并观看 是德科技汽车电子、物联网(IOT)精彩专题; 2、点击“我要参与”按钮,填写并提交表单; 3、活动结束后的1~2周内,我们将抽取40名幸运者,随机派送下方奖品! 活动规则: 1、每个账号仅有1次抽奖机会; 2、用
EEWORLD社区 【测试/测量】
好吧说下物联网技术协议
将物联网通信协议大致分为两大类,一类是接入协议,一类是通讯协议。 接入协议一般负责子网内设备间的组网及通信; 通讯协议主要是运行在传统互联网TCP/IP协议之上的设备通讯协议,负责设备通过互联网进行数据交换及通信。 这个分类只是为了方便,并非标准。 接入协议 目前市场上常见的接入协议有zigbee、蓝牙以及wifi协议等等 zigbee
Aguilera RF/无线
2013 MXCHIP物联网技术与应用方案研讨会
在过去的几年里,物联网技术已经在从学术讨论走向应用,包括智能传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等各种应用,正在逐步通过各种无线网络技术实现互联互通(M2M)、应用集成、以及基于云计算的创新营运等模式成为现实。在中国的“智能城市”快速发展的大环境下,个人终端设备也正在快速的更新到智能化。3G,GPRS,Wi-Fi,NFC,ZigBee等无线技术得以普及。采用适
EEWORLD社区 RF/无线
看资料填调查问卷赢好礼:是德科技车载以太网测试方案及IXIA汽车以太网技术白皮书
活动详情>>是德科技车载以太网测试方案及IXIA汽车以太网技术白皮书 活动时间:即日起-2018年12月29日 参与方式: (1)点此了解Keysight汽车电子测量解决方案(本期特别推荐资料:《车载以太网测试方案》和《IXIA汽车以太网技术白皮书》) (2)>>点此参与调查问卷,即有机会获得精美礼品一份(共50份)。 奖品设置: 《车载以太网测试方案》内容概
EEWORLD社区 RF/无线

评论


个人中心

意见反馈

求资源

回顶部

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

EEWorld电子技术资料下载——分享有价值的资料

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
$(function(){ var appid = $(".select li a").data("channel"); $(".select li a").click(function(){ var appid = $(this).data("channel"); $('.select dt').html($(this).html()); $('#channel').val(appid); }) })