北京邮电大学王卫东教授:低功耗广域网联网-关键技术及发展动态
通信世界网
作者:       2017年4月13日 12:33
物联网 广域网

通信世界网消息(CWW) 随着我国信息通信业“十三五”规划正式发布,物联网在新一轮产业变革和经济社会绿色、智能,可持续发展的重要意义进一步凸显。为更好促进我国信息通信行业物联网产业发展与应用,加快构建物联网产业生态,深化物联网与经济社会的融合发展。人民邮电出版社于2017年4月13日在京隆重举办“2017中国通信行业物联网大会”。会上,北京邮电大学的王卫东教授做了“低功耗广域网联网-关键技术及发展动态”主题演讲。

演讲内容如下:

很高兴有这个机会跟大家交流思考,咱们现在技术发展的情况,低功耗广域物联网这两年发展的非常快,过去的那些技术WIFI、蓝牙那些技术并不是为物联网量身定制的,我们的4G、LTE又是公网,所以说我们现在有必要推出一种新的技术。这个技术还有一种原因,是业务的特点,我们现在发现,它都是小包传输,也可以说类似于心跳传输。再有,它这个数据量可以判断,肯定是海量应用分发式增长,覆盖大家也希望能够简单,能够广域的覆盖。在市场方面大家希望做的越大越好,对工业的增加推动,人民生活的提高会有很大的助力。

根据我们找的数据,发现物联网的发展肯定是很广阔的,10K以下这个数据能够占到90%左右,这个数据现在是这个状态,围绕这个来开发新的技术就有必要。低功耗广域物联网更是大家可以看到,它是为物联网服务,但它一定要满足这三个层次的要求。低功耗广域物联网它的革命体现在哪呢?体现在感知层和网络层之间,为什么我说体现在这个层面呢?大家可以用这个图可以看到,我以一个工厂为例,我们过去要是采集数据的时候会产生什么?我会用产生的温度、湿度信息之后我会想到用WIFI把它传到一个节点,或者说我们网端,再通过公网传出去,但是这样很麻烦。我一个企业或者一个园区,有可能是在几平方公里,甚至几十平方公里,WIFI也就是在百米数量级,我们要布很多的节点。

在这个过程中还要依赖运营商,所以说人们认为有必要改变这种局面,就产生在接入感知层我们要有一个传输,针对这个问题就产生了现在的LoRa,问题在于在企业的范围内,几百米甚至上千米的范围内,用一个中心控制节点就能把数据全收上来,而不像过去还需要走公网或者有线,这是一个。

还有一个像LoRa他们也做的一些考虑,就是数据的可靠性的增强,比如说我在编码方式上,调制方式上,以及接入协议都做了工作。当然,他们也都谈到了说,我要广域低功率,这具有取巧的一个成分,LoRa的低功率和广域依赖于低频,我们要知道上了高频谁想低功耗,谁想广域都很难,这是LoRa的一个特点。

我们看到LoRa的协议,LoRa系统一做,就不再依赖于运营商,就可以实现一定范围内信息的搜集,可以开展福利,这是它的优势。

NB-IoT的考虑是什么呢?前端过去很短,现在把前端的端距离扩张,又和运营商传统的长距离传输都结合在一起,所以说这是NB-IoT的优势。NB-IoT的优势还有一个好处,除了在LoRa的基础上还做了一个工作,说为授权评测受干扰,我给你弄一个不受干扰的,这也是未来NB-IoT致命的一个问题。其实做这个东西中兴也高兴,华为也高兴,高通也高兴,最不高兴的就是移动、中国电信、中国联通,因为他相当于要把拿自己的资源,现在视频传输各方面都很好,要探索一个物联网所传来的各种广告信息,这里面有一个问题:

第一,我们要实现低功耗一定要往低频放广域,但是,中国移动和中国运营商都认为低频是白金频段,而1G到2G+是黄金频段,3G以上是银频段,再以上肯定就更差了,这是一个。

第二,所有的业务频道是要有控制频道来支持的,运营商最喜欢传的是什么东西?就是用一次接入之后一直传,这个运营商把钱收的是高高兴兴的,既使跳一个比的运营商也得有一个指标与它做配合,运营商对于NB-IoT是要有选择。低频使用,但是我觉得很有可能中国电信到真拿到的时候,会把低频的一部分用到挣钱资源业务。今天大家对NB-IoT都非常支持,我也支持,也说一点别的意见。

同时,NB-IoT既然是一种和5G以后要兼容做了系统上的改造来迎合这个,NB-IoT是现有系统上的一个补丁,这个补丁能不能打的很漂亮,我们拭目以待。

NB-IoT的优点咱们可以看出来,实际上增加了SCEF,这个节点的好处就是传统的业务首发问题,现在走短包的也没有问题,所以说缺点还是要有大量资源管理和支持,对控制频道依赖比较多。

这里我们也介绍一个RPMA,也是和LoRa类似,它和LoRa的一个特点都是有一个公司为主导,找了一堆同盟军做产业联盟,与NB-IoT相比优势和劣势明显,好再就是一个公司来做大家跟着就行了,速度快。缺点实力不足,NB-IoT是有很多人在做,但是统一需要一段时间。

大家丢希望能够传的能力很高,但是这里面大家要注意LoRa和RPM都可以独立建网,这可以迎合很多工业级的应用。终端电池工作时间都能到10年我觉得够呛。大家注意一点,他们的传输距离现在都在公理级,RPMA他说能到三公里以上,到30公里都有可能。成本LoRa可能小于5美元,RPMA说是6.5美元。NB-IoT是10美元,运营频率LoRa是1G以下,LoRa是借了2.4GHz,NB-IoT存疑。

现在我们正在做的还有天基物联网,天基物联网需求来源于一带一路还有对海洋天空的关注,天基物联网的一种模式,就是可以把海洋方面的信息传到天上再传回国内,可以把非洲的信息传回来,天基物联网和地级物联网还是有很大区别的。

天基物联网的优势跨国度,只要布在天上可以全世界布,但是它有一个问题,你只要跑到天上之后,你的频率会全球干扰,需要全球协调。好处还可以给很多的平台提供连接,比如说无人机、海洋上、地面上等等都可以。

天基物联网遇到问题就是突发问题,我们能不能把技术下移,比如说一艘船可以把船上所有信息处理一遍,过去感知层更多体现数据,我们希望它能体现一定的信息,再到后面精加工的信息产生,这是有一些系统已经在使用,但都是国外的,现在我们国家在做的有一些通用的天基物联网的系统,但是这些系统有一个特征就是商业公司来推动。带来的一个问题就是标准化的力度比较差,广泛性比较弱。现在地面的系统我今天听了各位专家讲的,应该比我的信息更好。

总之,我个人的判断,未来这些都会有自己的生存空间,但是像LoRa、RPMA他们有的更容易死掉,但是NB-IoT会存在,但是存在的范围有多大,我们未来才能看到。

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