nb-iot,niubility internet of thing,即牛掰的物联网技术。
关于物联网,小编想从2款很有趣的应用说起。
这不是在播限制级。这是nake labs推出的3d健身镜,这款智能通过3d扫描全身来跟踪您的体型变化。
这款名为naked(裸体)的智能健身镜通过对身体的扫描建立3d模型,记录体型变化,并向手机同步app发送数据,分析您的健身效果。
还有亚马逊那个邪恶的“一键下单”按钮。..
这个东西叫dash button,就是一个可贴在家里的塑料按钮。比如在洗衣机上贴一个,发现洗衣液用完了,按下按钮就下单了,然后快递就嗖嗖来了。 剁手党直呼受不了。
以上2个物联网应用,都是采用的wifi通信技术。
物联网的无线通信技术很多,主要分为两类:一类是zigbee、wifi、蓝牙、z-wave等短距离通信技术;另一类是lpwan(low-power wide-area network,低功耗广域网),即广域网通信技术。
lpwa又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的lora、sigfox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3gpp支持的2/3/4g蜂窝通信技术,比如ec-gsm、lte cat-m、nb-iot等。
万物互联是大趋势,是发展的必然,各种物联网技术也是梭镖林立。
面对各种兴起的物联网技术,3gpp主要有三种标准:lte-m、ec-gsm和nb-iot,分别基于lte演进、gsm演进和clean slate技术。
●lte-m
lte-m,即lte-machine-to-machine,是基于lte演进的物联网技术,在r12中叫low-cost mtc,在r13中被称为lte enhanced mtc (emtc),旨在基于现有的lte载波满足物联网设备需求。
知道lte ue categories的朋友并不会陌生。为了适应物联网应用场景,3gpp在r11中定义了最低速率的ue设备为ue cat-1,其上行速率为5mbps,下行速率为10mbps。为了进一步适应于物联网传感器的低功耗和低速率需求,到了r12,3gpp又定义了更低成本、更低功耗的cat-0,其上下行速率为1mbps。
●ec-gsm
ec-gsm,即扩展覆盖gsm技术(extended coverage-gsm)。
各种lpwa技术的兴起,传统gprs应用于物联网的劣势凸显。2014年3月,3gpp geran #62会议“cellular system support for ultra low complexity and low throughput internet of things”研究项目提出,将窄带(200 khz)物联网技术迁移到gsm上,寻求比传统gprs高20db的更广的覆盖范围,并提出了5大目标:提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延。2015年,tsg geran #67会议报告表示,ec-gsm已满足5大目标。
geran(gsm edge radio access network)是gsm/edge 无线通信网络(radio access network)的缩写。geran由3gpp主导,主要制定gsm标准。由于早期的蜂窝物联网技术是基于gsm的,所以一些物联网立项都是geran进行的。
随着技术的发展,蜂窝物联网通信需要进行重新定义,我们形象的叫做“clean-slate”方案,类似于“打扫干净屋子再请客”的说法,这就出现了nb-iot。由于nb-iot技术并不基于gsm,是一种clean-slate方案,所以,蜂窝物联网的工作内容转移至ran组。geran将继续研究ec-gsm,直到r13 nb-iot标准冻结。
●nb-iot
2015年8月,3gpp ran开始立项研究窄带无线接入全新的空口技术,称为clean slate ciot,这一clean slate方案覆盖了nb-ciot。
nb-ciot是由华为、高通和neul联合提出,nb-lte是由爱立信、诺基亚等厂家提出。
nb-ciot提出了全新的空口技术,相对来说在现有lte网络上改动较大,但nb-ciot是提出的6大clean slate技术中,唯一一个满足在tsg geran #67会议中提出的5大目标(提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延)的蜂窝物联网技术,特别是nb-ciot的通信模块成本低于gsm模块和nb-lte模块。
nb-lte更倾向于与现有lte兼容,其主要优势在于容易部署。
最终,在2015年9月的ran #69会议上经过激烈撕逼后协商统一,nb-iot可认为是nb-ciot和nb-lte的融合。
这里引用一段3gpp ran会议报告关于蜂窝物联网技术的描述:
物联网(internet of thing, iot)是未来重要技术,3gpp在r12/r13虽然也有mtc(machine type communication)相关技术,但其基本做法是在既有lte技术与架构上进行优化,并非针对物联网特性进行全新的设计。 相对于mtc技术优化的做法,蜂窝物联网(cellular internet of thing, ciot)技术项目建议针对物联网特性全新设计,不一定要相容于既有的lte技术框架。
为了简单了解物联网标准推进过程,我们举例摘要一下华为的2个提案:
●rp-150709 : “views on specification for a cellular iot system in ran” , huawei
huawei认为,如上图所示,既有的移动通信技术如lte较适用于如智慧城市等需要高速率的应用;一些低速的技术如wifi等可应用于智慧家庭等;针对其它需要极低速、极低成本、 低功率的应用,如智能读表(metering)、传感器追踪(sensor tracking) 等,这是ciot技术特别适用的场景,终端数量上也是最多的。
目前推动ciot有两大方向: 一个是基于gsm系统持续改进的技术,另一个就是建议全新的(clean slate)ciot 技术设计。
huawei建议ran1~ran4 工作小组都应将ciot 全新技术纳入工作项目,并尽快将其列为r13工作项目。
●rp-151359 : “nb-ciot – deployment scenarios” , huawei
这是华为提出的nb-ciot的三个应用场景:
上图中,左图是ciot利用gsm载波的来部署,将原本提供gsm服务的部分载波移至给ciot使用;
中间图的部署方式是ciot与既有网络系统独立部署,各自使用独立的频谱,彼此不会互相干扰,是最简单的部署方式,但ciot需要一段自己的频谱;
右图是将ciot与既有的 lte系统共存,利用lte频谱边缘信号强度较弱的部分部署ciot,优点是ciot不需要一段自己的频谱,缺点是可能发生与lte系统干扰问题,但是,若ciot与lte最旁边的子载波距离200khz以上的话,ciot与lte的共存干扰可被有效控制。
关于nb-ciot和nb-lte的区别,上几张图,有兴趣的可以看看。..
物联网技术这么多,撕逼当然很惨烈,除了nb-ciot和nb-lte之撕,还有nb-iot和lte-m之撕,当然还有3gpp下的蜂窝物联网技术与其它lpwa技术之撕…
有人说,nb-iot标准的出现,将撕碎sigfox和lora等技术,因为支持nb-iot的运营商要比使用sigfox和lora技术的运营商拥有更大的客户群规模。
sigfox和lora等技术的粉丝们表示不以为然,他们认为,nb-iot还未商用部署,未来好几年时间内技术成本仍会居高不下。这确实是个问题,我家电冰箱才花了699元,如果装一个20美元的通信模块,成了物联网智能冰箱,价格一下涨到730元,我一定不买了,别问我为什么?穷!
不过,据说通信模块可以降到5美元以下的,我们还是应该期待的。而且,不仅是智能家居(让wifi去玩吧),物联网的应用场景相当广泛,比如,智能泊车、自行车联网防盗、车联网、智慧城市、智慧建筑、环境监控…
最后,我们再向大家详细介绍其它10大物联网通信协议。..
可是,我真的不想码字了~~~
下次再聊!欢迎大家留言指正,不要太客气,小编很nice(耐撕)的!
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