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物聯(lián)網(wǎng)小課堂之NB-IoT無線通信中的發(fā)射功率和接收靈敏度

[復(fù)制鏈接]
ID:449735 發(fā)表于 2019-1-10 10:57 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

大家好,歡迎來到本期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)小課堂,今天我們將給大家就蜂窩無線通信中發(fā)射功率和接收靈敏度的概念做詳細(xì)講解,若有不對!還請各位大佬及時(shí)批評指正!

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上圖就是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu),也就是我們?nèi)粘I钪惺褂玫氖謾C(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在切入正題之前,我們先來看下目前的幾種重要的無線通信技術(shù)的特點(diǎn):

先看LoRa,美國semtech公司創(chuàng)建的低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)。2015年成立的LoRa聯(lián)盟在全球積極推動LoRa技術(shù)的商用。國內(nèi)**通訊發(fā)起成立中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟(CLAA)。通信距離城鎮(zhèn)2-5Km,郊區(qū)10Km左右;通信速率十到百Kbps左右;ISM工作頻段 包括433、868、915 MH等。因其商用和成熟度限制,應(yīng)用規(guī)模較小,現(xiàn)集中于企業(yè)級的私網(wǎng)應(yīng)用。

再看Sigfox,實(shí)際是Sigfox建立的一套自上而下,從芯片、終端、網(wǎng)絡(luò)、后臺數(shù)據(jù)和云服務(wù)的生態(tài)。

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Sigfox無線接入網(wǎng)利用超窄帶UNB技術(shù),實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)低功耗數(shù)據(jù)傳輸。ISM工作頻段,農(nóng)村地區(qū)傳輸距離約30-50km,城市3-10km。

好了!閑話到此為止!咳!咳!咳!沒抓住重點(diǎn)有點(diǎn)跑偏了,其實(shí)大陸地區(qū)還是要看NB-IoT的戲臺。(樣品領(lǐng)取微信公眾號:OneMO2019)

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言歸正傳,上面表格中提到的LoRa、SigFox、NB-IoT以及eMTC都是通過電磁波進(jìn)行信息傳輸。電磁波能量的單位是W,dBm。

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發(fā)射功率,就是我們喊話的時(shí)候嗓門有多大。嗓門大了聲音傳的就遠(yuǎn),嗓門小聲音傳的就近。實(shí)際就是指發(fā)射機(jī)的發(fā)出電磁波的能量。

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接收靈敏度呢,就是你耳朵能識別到的最小聲音。發(fā)射機(jī)發(fā)送的電磁波經(jīng)過空間損耗后,達(dá)到接收機(jī),接收機(jī)能夠識別到的、最低的電磁波能量。

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通常來說2G物聯(lián)網(wǎng)模組的接收靈敏度在-108dBm左右。負(fù)的越多,靈敏度也就越高,有效距離也就越遠(yuǎn)。接收靈敏度采用dBm單位而不采用W作為單位,是因?yàn)槠渚唧w數(shù)值太小。它們兩者之間關(guān)系如下:

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按照這個(gè)公式,

NB-IoT模組的接收靈敏度-130dBm,可以換算成毫瓦值為:0.0000000000001mW。

0太多,有點(diǎn)暈,容我喝口水壓壓驚。。。

現(xiàn)在設(shè)想,我們在吵雜的馬路上,此時(shí)講話對方聽不見,最簡單的方式就提高聲音;此時(shí)吵雜的環(huán)境就相當(dāng)于外部干擾,外部干擾的大小直接影響接收機(jī)的接收效果。此時(shí)可以提高發(fā)射功率(加大嗓門),也可以提高接收靈敏度(兩人距離近一點(diǎn))。也就是說這兩個(gè)指標(biāo)對于“通信”來說都極其重要。

無線通信模組是物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備的核心器件,幫助物聯(lián)網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的空中傳輸。即上文提到的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的作用。發(fā)射功率和接受靈敏度對模組性能的兩個(gè)重要指標(biāo),下面以中移物聯(lián)網(wǎng)NB無線通信模組M5311為例:(熱點(diǎn)技術(shù)討論QQ群:123242102)

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M5311模組RF輸出功率22.5dBm,換算成W約為178mW。這是個(gè)什么概念?某2G模組在900M Class 4條件下2W輸出功率。一眼見高低。

NB-IoT如此低的功耗,接收靈敏度如何?在上面其實(shí)已經(jīng)啰嗦過了,傳統(tǒng)2G終端接收靈敏度在-108dBm左右,換算為瓦特值為1.6*10-11mW,而NB-IoT模組呢,以M5311為例在-130dBm接收靈敏度情況下,約為1*10-13mW。

好了,今天的課程就給各位分享到這里,下次我們再給大家分享其他小知識。感謝各位大佬收聽。下期在會!小弟我初來此地,還望各位大佬多多包涵,如有不對請及時(shí)指正!文章中含有小彩蛋,各位大佬可以仔細(xì)看看哦!


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ID:1 發(fā)表于 2019-1-11 17:24 | 顯示全部樓層
好資料,51黑有你更精彩!!!
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ID:468315 發(fā)表于 2019-1-16 10:54 | 顯示全部樓層
期待更多精彩,NB在城市中現(xiàn)在普及的有點(diǎn)快,基站改造得比較多,不知道鄉(xiāng)村會怎樣?
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