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        1. 主頁 > 物聯網行業應用 >

        四大條:用于大規模物聯網的低功耗蜂窩

            就物聯網部署而言,蜂窩連接傳統上只是其中的一小部分。盡管是無線連接的幾乎無處不在的來源,但蜂窩連接對于除極少數項目之外的所有項目都是不切實際的。物聯網更廣泛使用蜂窩網絡的最大障礙之一是物聯網設備的硬件成本高昂以及持續的數據傳輸成本。這兩個價格標簽適用于智能手機和平板電腦等媒體密集型消費設備,但對于絕大多數物聯網項目來說成本太高了,因為大量低成本設備提供小型、間歇性數據包。
        物聯網
            電池電量
         
            在物聯網中更多地使用蜂窩網絡的另一個主要障礙是它耗盡電池電量的速度。蜂窩“永遠在線”無線電架構的高能耗可能是手機的理想選擇。盡管如此,對于預計將在現場使用多年而無需或可能有機會更換電池的物聯網設備來說,這是一個巨大的劣勢。
         
            這兩個缺點掩蓋了物聯網的多種蜂窩優勢,其中包括最大的優勢:已經存在于如此多地區的廣泛的LTE網絡基礎設施。如果能夠克服上述兩個缺點,那么由大型電信公司構建和維護的龐大基礎設施代表了已經構建的、高度可靠的物聯網回程基礎設施。蜂窩技術的兩個低功耗、低成本版本——LTE-M和NB-IoT——完全實現了這一點,使蜂窩物聯網首次成為大規模的實用選擇。
         
            LTE-M和NB-IoT
         
            這兩個新版本的LTE蜂窩解決了過去阻礙蜂窩實用的兩個缺點。與蜂窩技術主要規范的永遠在線架構不同,LTE-M和NB-IoT旨在通過睡眠周期和其他節能功能(稱為eDRX和PSM模式)延長電池壽命,使設備能夠運行10數年或更長時間無需更換電池。LTE-M和NB-IoT還解決了硬件和數據成本的成本問題,使它們能夠與其他無線連接技術競爭。僅間歇性地使用蜂窩網絡來提供批量的臨時數據,LTE-M和NB-IoT可最大限度地降低運營成本。LTE-M和NB-IoT還消除了公司必須通過使用公共LTE網絡基礎設施來構建和維護網絡基礎設施的費用。
         
            通過消除這些缺點,LTE-M和NB-IoT將蜂窩塔變成了無處不在的物聯網基礎設施。在手機上有條形圖的任何地方,您都可以部署接入相同數字基礎設施的物聯網設備。這對于一長串用例來說意義重大,包括智慧城市計劃、食品和疫苗的冷供應鏈、遠程醫療設備的遠程健康監控、工業設備的遠程監控——所有這些都具有通過無處不在解決的連接挑戰細胞連通性。
         
            低功耗蜂窩版本
         
            低功耗蜂窩被創建為兩個版本。這使工程師能夠選擇最適合他們給定設備和網絡的功能集。LTE-M使工程師能夠以更寬的帶寬進行設計,提供比NB-IoT更高的傳輸數據速率,并實現長達10年的電池壽命。當更高的吞吐量是給定項目性能的首要任務并且覆蓋滲透率較低時,工程師通常會使用LTE-M。與LTE-M相比,NB-IoT可為工程師提供更好的覆蓋滲透率和更長的預計電池壽命。當設備的用例和部署環境使覆蓋滲透比最大化吞吐量具有更高的優先級時,工程師通常會使用NB-IoT。
         
            對于低功耗蜂窩,工程團隊要牢記的關鍵設計考慮因素之一是,在物聯網項目開始時,您不會面臨兩個版本之間的高風險選擇。蜂窩物聯網允許您將這兩種技術嵌入到設備中,以便您的團隊可以根據以后使用設備的方式以及使用您的產品的地理位置來使用一種或另一種技術。供應商稍后可以通過在逐個設備的基礎上利用最有意義的任何東西來優化設備和物聯網網絡的性能。
         
            工程團隊在使用蜂窩技術時要記住的一件重要事情是認證。由于蜂窩無線電產品的額外認證障礙,包括監管機構(例如FCC/IC等)、網絡批準(例如PTCRB/GCF)和運營商批準,因此任何蜂窩連接設備的認證都可能很困難(例如,AT&T認證)。但是,可以使用預先認證的蜂窩物聯網插座調制解調器并通過擁有經驗豐富的無線設計公司作為合作伙伴來加速和簡化該過程。
         
            節能模式
         
            我給開始使用蜂窩物聯網的工程師的最重要建議之一是使用省電模式。LTE-M和NB-IoT使工程師可以對睡眠設置進行大量控制,以平衡性能和功耗。需要了解的關鍵特性是PSM和eDRX,它們協同工作,使電池壽命長達10年。PSM代表省電模式,允許將設備編程為進入深度睡眠模式,同時仍然可以訪問。您可以使用各種參數對睡眠周期進行編程,睡眠一段時間或一年以上。它節省的電量幾乎與關閉設備電源所達到的程度相同,但設備仍會在網絡上注冊。它不需要花費時間和精力重新建立網絡連接。另一個要利用的睡眠周期功能是eDRX(擴展不連續接收),它允許工程師通過對遠長于默認值的尋呼周期之間的自定義暫停進行編程來優化尋呼周期之間的時間長度。工程團隊希望將尋呼周期延長幾秒或幾分鐘,從而顯著降低功耗。
         
            云連接
         
            我給工程團隊的另一個關于蜂窩物聯網的重要建議是關于云連接。云對于蜂窩物聯網至關重要,因為數據管理會對運營成本產生如此大的影響。盡管NB-IoT和LTE-M旨在最大限度地降低數據成本,但工程團隊可以通過使用的云策略謹慎控制這些成本。通過仔細權衡您希望設備發送到云端的內容、您不想發送的內容、您希望這種情況發生的頻率等,您可以最大限度地減少網絡的數據傳輸周期,從而為您提供大量控制這些成本。
         
            天線選擇
         
            低功耗蜂窩項目的最后一個重要考慮因素是天線選擇。選擇任何天線都是一個復雜的過程,特別是對于蜂窩項目,因為頻率范圍非常廣泛,并且頻段由不同的運營商擁有。當LTE-M和NB-IoT與藍牙等短距離技術相結合時,選擇過程變得更加復雜。與在天線選擇和實施方面具有專業知識的顧問或公司合作可以確保您選擇正確的天線,將其安裝在設備上的正確位置,并針對實施的確切角色和物理位置優化性能。

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