GNSS+NB-IoT双定位及其在上海往济南方向的车辆移动测试

作者：有人菌      来源：有人物联网   发表：2019年9月10日

  窄带物联网应用技术(NB-IoT, 以下简称NB技术）自2015年9月3GPP进行标准化开始，历经了4年多的发展时间。中国电信、中国联通、中国移动，均有布局NB基站，推进NB-IoT应用的工作。近年，NB概念也比较火热，与物联网、大数据一同受到IT行业追捧。国内主流运营商及华为等通信巨头，纷纷大部署NB网络。

  通常，物联网应用设备，在传统的嵌入式计算机设备基础上，增加通信模块和通信功能，采集数据存储于云端网络平台，形成万物互联的数据感知与数据呈现、分析平台，从而构成物联网应用系统。物联网设备在应用时的场景包含：

  1、无需移动性，大数据量（上行），需较宽频段，如城市监控摄像头

  2、无需移动性，小数据量，对时延不敏感，如智能抄表

  3、移动性强，需频繁切换，小数据量，如车队追踪管理

  第一种应用场景中，既有的GPRS/4G技术手段，都很成熟；第二种场景中，日常电力、供水、燃气等“三表”需求量大，NB目前在该领域的应用也较为广泛。第三个场景，将结合NB-IoT和GNSS实现定位跟踪的——车队追踪管理。

  考虑到跨地域、频繁切换基站，在提供设计方案可行性时，如何保障数据联网通信的正常，实测上海至济南的实验，以验证数据通信的可靠传输。上海往济南，携带几个LB200移动定位报警器（内置NB模组），以此进行实际的跑测数据进行验证。

    从测试的效果来看，跟踪定位的效果还是比较理想。LB200设备，实现的功能有：

 1、GNSS+NB定位（两种定位模式自动对比，给出最优参考）

  LB200支持GNSS+NB双定位功能，GPS、北斗定位，数据经由NB网络上传云端；即便卫星定位在室内工作受限，也将自动切换至NB基站定位（精度500-1500米，视基站密度而定）。

  2、NB低功耗技术

  提起NB，通常有人提到“10年免充电”的说法。真的有这么厉害？10年免充电？其实，需要厘清的是，NB实际上只是3GPP定义的可工作10年(或者说要求可工作10年)的技术之一，EC-GSM、NB-CIoT技术也属于这类技术。

   NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式，进一步降低了功耗，延长了电池的使用时间。在PSM（低功耗）模式下，终端仍旧注册在网，但信令不可达，从而使终端能更长时间驻留在深睡眠以达到省电目的。eDRX（增强非连续接收）进一步延长了终端在空闲模式下的睡眠周期，减少接收单元不必要的启动，相较PSM，大幅提升下行可达性。这就好比保安看门，以往是24小时连续工作；现在只需花10分钟看一下，其余时间喝茶休息。

  此外，3GPP在制定LPWAN技术的低功耗性能指标时，就已经定义了工作10年的条件：5Wh电池，数据收发频率是每天上报1次、数据量<=200B。虽然这只是理想状态下，但NB的超低功耗的确是行业公认的。

  3、数据自动重发

  相较传统模式，NB支持更多次数的重传。重传次数每翻一倍，速率就会减半，同时带来3dB的增益。

  举个例子：两人对话，说一遍听不清？没关系，那就多说几遍，以提高听清的概率。3GPP定义上行重传次数最大可达128次，下行最大可达2048次。但考虑到边缘场景下的速率及小区容量，上行重传次数最大一般限为16次，对应9dB的增益。

  4、小体积

  有多小？LB200大概就是一个火柴盒大小吧，简单易携。

  5、广覆盖

  相较GSM而言，NB的一个基站可以提供10倍的面积覆盖，一个NB基站可以覆盖10km的范围。有一些小的县城，一个基站差不多就可以全覆盖。

  6、强穿透

  NB比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以触达的地方。大家都有这种经历，手机在地下会没有信号，但NB仍然可以通信。

  7、海量连接，200KHz可提供10万连接

  网络提供的连接越多，所需的基站数量就越少；基站数量少，就意味着成本低。好比有的老师可以同时看200个孩子，另一个老师就能看20个孩子；在同样看1000个孩子的前提下，前者只需要5名老师，后者却需要50名。

  8、对接云端

  数据上云是物联网时代的标志之一，LB200内置有人旗下NB模组，搭配有人旗下透传云平台，软硬件结合，传输效果更好。云平台具备一定的开发难度，很多小企业往往没有实力来做。因此，是否拥有云平台，也可以作为评估一家企业综合实力强弱的标杆之一。

 9、定制

  LB200是一款针对人身安全的SOS一键报警、定位产品，针对不同场景需要，支持多种需求定制方案：

  1、针对贵重物品、货物、资产追踪的USR-LB100——超小尺寸，超低功耗，可根据实际需求量身定制。

  2、针对汽车、电动车辆的车载定位器USR-LB300——GNSS+NB基站定位，断油、断电远程监控，外力拆卸报警、拖车报警，不良驾驶行为统计等，可根据需求对接汽车、电动车BMS系统和各类传感器，支持定制APP。

    有人物联网公司，提供从芯片到集成应用解决方案的全物联网解决方案：

  10、小结

     对于远距离、高速率的数据传输场景而言，LTE和即将到来的5G已能满足这方面的需求；但对于远距离、低速率的数据传输场景，尤其是非实时性、低频次的数据传输，则是NB的用武之地。

  NB非常适合应用于无线抄表、传感跟踪领域，通过物联网技术在这些领域的实施，大大降低了用户的管理成本，方便让管理者随时掌握各种运营数据。