In den letzten Jahren ist das Internet der Dinge mit der Sättigung der Telefongespräche aller Menschen und der Durchdringung der Verbindungen zwischen den Dingen in verschiedenen Branchen zu einem Produkt der Entwicklung der Zeit geworden, und das Geschäft mit dem Internet der Dinge wird ebenfalls ein großes Wachstum verzeichnen. Laut der IDC-Prognose wird die Gesamtzahl der weltweiten IoT-Verbindungen bis 2020 30 Milliarden erreichen, und die Marktgröße wird 1,7 Billionen US-Dollar erreichen.
Als eine von vielen LPWA-Technologien zeichnet sich die NB-IoT-Technologie durch ihren geringen Stromverbrauch, ihre große Reichweite und ihre großen Verbindungen aus. Sie hat ein großes Potenzial, insbesondere in den Bereichen intelligente Zählerablesung, intelligente Straßenbeleuchtung, Gaszählerablesung und intelligente Kanaldeckel. Der Entwicklungsraum wird die rasche Entwicklung der Branchen intelligenter Verkehr, intelligentes Zuhause, intelligente Medizin und intelligente Logistik in Zukunft weiter fördern.
Als ein wichtiger Zweig des Internets der Dinge ist NB-IoT in den Fokus der Industrie gerückt. In diesem Artikel werden zunächst die Entwicklungssituation und die technischen Merkmale von NB-IoT analysiert und dann die spezifischen Anwendungslösungen der verschiedenen Frequenzbereitstellungsmethoden von NB-IoT aus der Perspektive der Netzbereitstellung erläutert. In Verbindung mit der tatsächlichen Situation der 2G/3G/4G-Netze der inländischen Betreiber werden Pläne und Vorschläge für den Einsatz von NB-IoT-Netzen auf der Grundlage des bestehenden Netzes vorgeschlagen.
Entwicklungsstand der NB-IoT-Industrie
Um die strategischen Chancen vor der Explosion der Internet-of-Things-Branche zu nutzen, fördern die drei großen inländischen Betreiber aktiv den Aufbau von NB-IoT-Netzen. China Telecom hat mit der LTE-Rekultivierung des 800-MHz-Frequenzbandes begonnen, um das NB-IoT-Netz zu unterstützen; China Unicom setzt aktiv innovative Internet-of-Things-Dienste auf der Grundlage der NB-IoT-Technologie ein, indem es NB-IoT mit 900Hz/1800MHz-Doppelfrequenz einsetzt; China Mobile hat zwar im April 2018 eine FDD-Lizenz erhalten, ist aber auf die Nutzung in ländlichen Gebieten auf und unterhalb der Kreisebene beschränkt, so dass seine Einführungsfortschritte vorübergehend hinter denen der beiden anderen Betreiber zurückbleiben. Derzeit sind in der ersten Phase des Aufbaus des NB-IoT-Netzes 346 Städte erfasst. Bis Ende 2018 wird das NB-IoT-Netz eine Abdeckung auf Kreisebene erreichen. Die grundlegende Strategie wird darin bestehen, die Fortschritte bei der Einführung von FDD-LTE und NB-IoT zu koordinieren und das eMTC-Netz aktiv zu gestalten.
NB-IoT Einsatzszenarien und Vernetzung
Gemäß den Bestimmungen der RP-151621 im NB-IoT-Projekt unterstützt NB-IoT drei Einsatzszenarien: unabhängiger Einsatz (Standalone-Modus), Guard-Band-Einsatz (Guard-Band-Modus) und In-Band-Einsatz (In-Band-Modus). ).
1) Unabhängige Bereitstellung: Es nutzt hauptsächlich ungenutzte Frequenzen des bestehenden Netzes oder neue Frequenzen für die Bereitstellung von NB-IoT mit einer Frequenzbandbreite von 200kHz. Geeignet für das Re-Farming von GSM- und CDMA-Frequenzbändern. Diese Methode hat eine relativ flexible Kapazitätsskalierbarkeit, eine unabhängige hohe Sendeleistung und eine relativ hohe Downlink-Rate.
2) Schutzbandeinsatz: Hauptsächlich im Schutzband am Rande von NB-IoT, das im LTE-System arbeitet. Diese Methode ist schwieriger, die Kapazität zu erweitern und reduziert auch das Signal-Rausch-Verhältnis von LTE.
3) In-Band-Einsatz: Der Hauptvorteil ist, dass die Kapazitätserweiterung sehr flexibel und die Sendeleistung hoch ist, aber sie beeinträchtigt die Kapazität des LTE-Netzes und schränkt auch die Netzabdeckung ein. Denn bei dieser Methode kann ein Rb der Bandbreite im LTE-Band belegt werden, um NB-IoT einzusetzen. Auf diese Weise kommt es zu Frequenzstörungen, wenn die Frequenzbänder der beiden Systeme nebeneinander liegen. Um dieses Interferenzphänomen zu vermeiden, sollte die Sendeleistung der NB-IoT-Technologie 6 dB niedriger sein als die LTE-Leistungsspektraldichte.
Das NB-IoT-Netz ist hauptsächlich in fünf Teile unterteilt: NB-IoT-Terminal, NB-IoT-Basisstation, NB-IoT-Kernnetz, IoT-Cloud-Plattform und Anwendungs-Service-Center.
1) NB-IoT-Terminal: unterstützt den Zugang zu IoT-Geräten in verschiedenen Branchen;
2) NB-IoT-Basisstation: bezieht sich hauptsächlich auf die LTE-Basisstation;
3) NB-IoT-Kernnetz: die Verbindungsstelle zwischen NB-IoT-Basisstationen und NB-IoT-Cloud;
4) IoT-Cloud-Plattform: das Zentrum für die Verarbeitung und das Feedback der verschiedenen Unternehmen;
5) Anwendungs-Service-Center: Es kann nicht nur die NB-IoT-Geschäftsdaten dieses Zentrums erhalten, sondern auch die Steuerung von NB-IoT-Endgeräten vervollständigen.
NB-IoT typische Anwendungsszenarien
Gegenwärtig wird NB-IoT in vielen Bereichen wie öffentlichen Versorgungseinrichtungen, intelligenten Städten und industriellen Anwendungen in zunehmendem Maße eingesetzt. Die Anwendung des Internets der Dinge wird sieben Hauptkategorien umfassen, die spezifischen Inhalte sind wie folgt.
1) Öffentliche Versorgungsunternehmen: Zählerkategorie, die hauptsächlich intelligente Wasserzähler und intelligente Gaszähler umfasst.
2) Intelligente Stadt: intelligente Parkplätze, intelligente Mülleimer, intelligente Lichtmasten.
3) Intelligentes Gebäude: Alarmsystem, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem, Zugangssystem.
4) Landwirtschaft und Umwelt: einschließlich Land- und Forstwirtschaft, Viehzucht und Fischerei, Überwachung des Viehbestands und Umweltüberwachung.
5) Verbrauch und medizinische Versorgung: Haushaltsgeräte, Ortung von Haustieren und Kindern, gemeinsame Fahrräder, Fernüberwachung von Kliniken.
6) Industrielle Anwendungen: Zustandsüberwachung von Industrieanlagen, Prozess- und Sicherheitsüberwachung, Energieinfrastruktur.
7) Logistische Unterstützung: Industrieanlagen, Containerverfolgung, Standort- und Statusaktualisierung.
In dem Maße, wie die NB-IoT-Technologie in alle Lebensbereiche vordringt und das Ökosystem allmählich verbessert wird, werden ihre Auswirkungen auf die gesellschaftliche Entwicklung immer deutlicher werden.