MiWind超窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信-簡版

1、MiWind超窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信超窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信余余 博士博士 概述概述 n大多數(shù)的大多數(shù)的IoT 設(shè)備是簡單的傳感器設(shè)備是簡單的傳感器l消息長度為10 - 50 bytes, 每天發(fā)送幾次l大部分流量來自上行方向超低功耗(紐扣電池) 極小規(guī)格 低成本設(shè)備 報(bào)警流量 沒有實(shí)時(shí)要求 連接成本低 易于配置智能儀表, B2C，B2B2C 低功耗(3V電池 10+ 年) 低成本設(shè)備 幾條信息/天 大量上行信息沒有實(shí)時(shí)要求 靜態(tài)設(shè)備 連接成本低 超低功耗(3V電池10+年) 低成本設(shè)備 周期信息和報(bào)警信息 大量上行信息 沒有高的實(shí)時(shí)要求 靜態(tài)設(shè)備連接成本低能源檢測, 智能停車 低功耗(3V 電池，幾年) 高

2、成本設(shè)備 周期性上行流量 異步下行流量 有實(shí)時(shí)要求 移動(dòng)設(shè)備 連接成本沒有限制資產(chǎn)監(jiān)控, 車聯(lián)網(wǎng)智能儀表, 智能停車n大部分設(shè)備面臨功耗問題，因此：大部分設(shè)備面臨功耗問題，因此：l盡量減少信令。l兩次上行發(fā)送之間，設(shè)備處于睡眠狀態(tài)。l盡量限制發(fā)送次數(shù)(每天幾次發(fā)送)。l其它選擇。典型需求 物聯(lián)網(wǎng)通信屬于電信運(yùn)營商？ GSM/GPRS/5G? 高數(shù)據(jù)率，雙向 遠(yuǎn)程通信，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)可以使用-每個(gè)終端需要 SIM 卡-能耗高，沒有進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)-對特定應(yīng)用的覆蓋不夠-對特定應(yīng)用成本高 WiFi, Bluetooth, ZigBee, 6LoWPAN? 高數(shù)據(jù)率，雙向 每個(gè)終端不需要 SIM 卡-不是隨

3、地可用，缺乏基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋- 傳輸距離短，大覆蓋需要復(fù)雜的mesh網(wǎng)絡(luò)這些技術(shù)只占有這些技術(shù)只占有大約大約 20% 市場市場功耗？功耗？距離？距離？容量？容量？ 其實(shí)，物聯(lián)網(wǎng)通信需要一張獨(dú)立的LPWAN網(wǎng)絡(luò) 安全雙向的安全雙向的sub-1Ghz 鏈路鏈路傳輸距離：室內(nèi) 5 km ，郊外 10 km 單個(gè)子載波傳輸速率 0.1 kbps 采用擴(kuò)頻技術(shù)，在傳輸速率和傳輸距離上權(quán)衡TX 22mA 10dBm, 54mA 15dBm 休眠的時(shí)候?yàn)?.5 A 電池供電可以滿足10年的需求采用蜂窩結(jié)構(gòu)，單個(gè)蜂窩可以容納百萬終端終端通信模塊的成本在15元左右使用軟件無線電技術(shù) (SDR，software de

4、fined radio )先進(jìn)的解調(diào)技術(shù)，可以與ISM段的其它設(shè)備共存（比如IEEE802.15）使用超窄帶技術(shù)（ UNB，ultra narrow band ）。這一技術(shù)占有這一技術(shù)占有大約大約80% 市場市場 物聯(lián)網(wǎng)屬于移動(dòng)運(yùn)營商？物聯(lián)網(wǎng)屬于移動(dòng)運(yùn)營商？移動(dòng)運(yùn)營商信誓旦旦地聲稱自己是未來物聯(lián)網(wǎng)的骨干。汽車、醫(yī)療設(shè)備以及各種各樣的電子產(chǎn)品的連接均需要無所不在、永遠(yuǎn)在線的網(wǎng)絡(luò)，似乎沒有誰比移動(dòng)運(yùn)營商更能擔(dān)此重任。的確，從目前的情況來看，移動(dòng)運(yùn)營商可以信心滿滿。他們的2G、3G網(wǎng)絡(luò)是目前物聯(lián)網(wǎng)的主要承載網(wǎng)。隨著手機(jī)的滲透率趨于飽和，也許移動(dòng)運(yùn)營商的未來真的要指望M2M的用戶了。 現(xiàn)在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)要

5、連接的是人，不是物體。物體的互聯(lián)需要一張專門的無線互聯(lián)網(wǎng)。 物聯(lián)網(wǎng)屬于移動(dòng)運(yùn)營商？物聯(lián)網(wǎng)屬于移動(dòng)運(yùn)營商？因?yàn)槿撕臀矬w對連接的頻度要求不一樣。我們的手機(jī)需要永遠(yuǎn)在線，隨時(shí)可以撥打和接收、更新微博、下載郵件。而物聯(lián)網(wǎng)的對象卻很少需要聯(lián)網(wǎng)。車輛或貨柜的GPS跟蹤器每天也許只需要發(fā)送一次自己的位置。智能儀表可能每隔一周才把數(shù)據(jù)回傳給公司。從自動(dòng)售貨機(jī)到監(jiān)控?cái)z像頭的許多內(nèi)置傳感器只會(huì)在出問題的時(shí)候才傳輸數(shù)據(jù)。這些都意味著M2M模塊的連接頻度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人的聯(lián)絡(luò)。 在電力短缺和頻譜昂貴的今天，用傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)承載這些設(shè)備毫無意義。更好的辦法是將這些設(shè)備連接到一個(gè)針對各自的應(yīng)用場景進(jìn)行優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)可以支持

6、數(shù)十億設(shè)備以不同的時(shí)間間隔發(fā)送相對較少數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。 因此，需要在結(jié)構(gòu)上跟傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)相差極大，可以說是個(gè)連網(wǎng)絡(luò)概念都沒有的網(wǎng)絡(luò)只有在有載荷要傳輸?shù)那闆r下才連接。一種可行的無線架構(gòu)是使用超窄帶調(diào)制技術(shù)，在理論上僅靠少量網(wǎng)絡(luò)傳送器即可支持?jǐn)?shù)百萬設(shè)備。這種免牌照頻率通常是給嬰兒監(jiān)視器和無繩電話使用的，這種頻率一個(gè)基站的覆蓋范圍即可相當(dāng)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的50-100個(gè)站點(diǎn)的覆蓋。一個(gè)省需要300-400個(gè)這樣的基站。在全國建設(shè)10000-13000個(gè)基站即可完成全覆蓋。 概述 為什么是超窄帶（為什么是超窄帶（ Ultra narrow band ）如何優(yōu)化頻譜的使用？ 概述 為什么是超窄帶（為什么是超窄帶

7、（ Ultra narrow band ）Lora的訪問沖突。擴(kuò)頻因子為7，消息長度為25字節(jié)。每分鐘1000個(gè)消息。 概述 為什么是超窄帶（為什么是超窄帶（ Ultra narrow band ）Lora的訪問沖突。擴(kuò)頻因子為7，消息長度為25字節(jié)。每分鐘1000個(gè)消息。 為什么會(huì)是為什么會(huì)是UNB(ultra-narrow-band)UNB(ultra-narrow-band) 通信通信窄帶抗干擾能力寬帶抗干擾能力RF 系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)是接收帶寬(RXBW). RXBW 是系統(tǒng)底噪的關(guān)鍵因素，如果接收帶寬為1Hz，底噪為PdBm = 174 + 10log10 (RXBW), 不同接收帶寬的

8、底噪為： 1-MHz channel: PdBm = 174 + 10log10(1 MHz) = 114 dBm 100-kHz channel: PdBm = 174 + 10log10(100 kHz) = 124 dBm 10-kHz channel: PdBm = 174 + 10log10(10 kHz) = 134 dBm 1-kHz channel: PdBm = 174 + 10log10(1 kHz) = 144 dBm 100-Hz channel: PdBm = 174 + 10log10(10 0Hz) = 154 dBm從上面我們知道，如果使用100Hz的帶寬，底噪

9、可以達(dá)到154 dBm。接收的可靠性大大提高。 基本架構(gòu)基本架構(gòu) 系統(tǒng)架構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器第三方APP服務(wù)器用戶基站接口基站終端空中接口互聯(lián)網(wǎng)用戶用戶操作管理中心 客戶應(yīng)用服務(wù)層服務(wù)層PHY無線資源管理鏈路層基帶基站基站網(wǎng)絡(luò)基站控制器基站調(diào)制器PHY終端終端調(diào)制器基帶鏈路層無線資源管理服務(wù)提供商終端控制器概述 架構(gòu)架構(gòu) MiWIND白頻譜數(shù)據(jù)庫電視檢測臺(tái)、電視檢測中心已有的電視頻道、規(guī)章制度、文件資料等數(shù)據(jù)庫電視白頻譜數(shù)據(jù)庫其它數(shù)據(jù)庫固定設(shè)備注冊互聯(lián)網(wǎng)一般設(shè)備帶頻譜感知設(shè)備家庭寬帶應(yīng)用M2M，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 平臺(tái)總體架構(gòu)圖平臺(tái)總體架構(gòu)圖CKANBig DataContext BrokerAccount

10、ing & Payment & BillingIDM & AuthShort-term historic dataBigData ProcessingData Quering/Action, Publish/SubscrOpen Data publishingReal-time processingBIETLRULESDEFINITION TOOLOPERATIONAL DASHBOARDKPI GOVERNANCEOPEN DATAPORTALSService orchestratorContext AdaptersCEPIoT Backend Device Mana

11、gementmeasures / commandsIoT Broker & Config Management(from sensors to things)IoT/SensorOpen DataactuatorsMedia streamsReal Time Media Stream ProcessingCity ServicesGISInventory 概述 微信道微信道每個(gè)帶寬劃分為宏信道，宏通道劃分為微信道。每個(gè)宏信道為200KHz。每個(gè)微通道為100Hz。 200KHz ISM 帶寬可以戶分為2,000微通道。frequency200KHz100HzTime 概述 隨機(jī)上行訪問

12、隨機(jī)上行訪問在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中，通常采用的訪問模式是FDMA“頻分多址”、TDMA “時(shí)分多址”或 CDMA“碼分多址”。每個(gè)這些技術(shù)基于將 （頻率頻帶，擴(kuò)頻碼的時(shí)間間隔） 的物理信道分配給不同的終端，而且往往是非常復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、控制集中在基站或在網(wǎng)絡(luò)上。這些分配機(jī)制在終端與基站之間需要嚴(yán)格時(shí)間和/或頻率同步，通常是復(fù)雜和能源消耗的協(xié)議，因?yàn)樾枰ㄆ陂_啟每個(gè)終端。為此，我們建立了一種新的傳輸結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠解決上述的問題。這種結(jié)構(gòu)的基本點(diǎn)是將一段頻譜分解為許多的超窄帶載波，采用終端自動(dòng)選擇FDMA（TAS-FDMA，Terminal Auto Selection FDMA）方式來給各個(gè)終端分配

13、超窄帶載波來發(fā)送信息。在終端與基站之間不需要進(jìn)行時(shí)間和頻率同步。但是，保證各個(gè)終端在發(fā)送信息的時(shí)候，只有最低的碰撞的可能性。同時(shí)實(shí)現(xiàn)終端通信模塊的簡單和廉價(jià)。所謂的終端自動(dòng)選擇FDMA（TAS-FDMA，Terminal Auto Selection FDMA）方式，就是在終端要發(fā)送信息的時(shí)候，終端自己自動(dòng)選擇一個(gè)子載波來進(jìn)行發(fā)送，而不是由基站來分配一個(gè)子載波給終端使用。 上行設(shè)計(jì)的主要點(diǎn)是降低功耗，使用最小的幀長。非同步發(fā)送非同步發(fā)送IoT 設(shè)備的信息量很小。小數(shù)據(jù)量，發(fā)送頻度低的訪問模式有ALOHA 。終端發(fā)送信息不需要與網(wǎng)絡(luò)同步和信令交換，因此，簡單、功耗低。但是在負(fù)載大的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)沖

14、突。通過微信道和微信道選擇來避免沖突。l微信道：微信道：200kHz頻段分解為2000個(gè)100Hz的微信道。微信道德中心頻率不是預(yù)先定義的，這要基于終端晶振的實(shí)際頻率。l微信道選擇：微信道選擇：終端發(fā)送信息的時(shí)候，隨機(jī)選擇三個(gè)微信道，發(fā)送三次。這種跳頻避免了沖突。概述 隨機(jī)上行訪問隨機(jī)上行訪問 信標(biāo) 信標(biāo)信道信標(biāo)信道MiWind網(wǎng)絡(luò)中，所有的基站都是監(jiān)聽相同的 200kHz 頻段，因此，在發(fā)送之前，不需要附著到基站或與基站同步。因此，也就不需要信標(biāo)。但是，信標(biāo)可以做一些其他的事情：l幫助終端發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)使用的200kHz 頻段,l廣播系統(tǒng)信息,l幫助終端評估覆蓋等級(jí).l頻率校準(zhǔn)l時(shí)間校準(zhǔn) 信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)

15、發(fā)現(xiàn)和漫游網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和漫游移動(dòng)終端在開機(jī)的時(shí)候，偵聽所有的200kHz頻段，直到接收到包含網(wǎng)絡(luò)ID信標(biāo)信號(hào)。一旦發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，終端就使用信標(biāo)信道提供的系統(tǒng)信息來設(shè)置自己的poll計(jì)時(shí)器。IoT 終端一般是靜止的，有規(guī)則的信標(biāo)檢測不是必需的。在MiWind 網(wǎng)絡(luò)中，信標(biāo)檢測優(yōu)先于上行數(shù)據(jù)的發(fā)送，這樣移動(dòng)終端可以避免使用錯(cuò)誤的發(fā)射功率，或者是在移動(dòng)后，使用錯(cuò)誤的200kHz頻段。在上行發(fā)送之前檢測信標(biāo)，允許移動(dòng)終端漫游和訪問不同的網(wǎng)絡(luò)。覆蓋等級(jí)評估覆蓋等級(jí)評估移動(dòng)終端可以實(shí)用信標(biāo)來評估網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。如果移動(dòng)終端接收到本網(wǎng)絡(luò)不同基站的信標(biāo)，或是不同的RSSI，就使用最大的功率來發(fā)射，保證基站可以順利接收。

16、如果網(wǎng)絡(luò)不可用，就啟動(dòng)一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)過程。 GSM網(wǎng)絡(luò)的下行可以通過尋呼的方式來實(shí)現(xiàn)。在 MiWind 網(wǎng)絡(luò)中沒有尋呼模式。下行發(fā)送實(shí)在上行發(fā)送信息之后進(jìn)行的，也就是說，是終端觸發(fā)的。終端可以通過有規(guī)則地發(fā)送用戶數(shù)據(jù)的方式來獲取下行數(shù)據(jù)信息。如果沒有足夠的數(shù)據(jù)信息，通過發(fā)送poll 信息來獲取下行數(shù)據(jù)信息。連續(xù)的兩個(gè)poll信息之間的最大延遲為一個(gè)系統(tǒng)信息單元。下行信息存放在MiWind 服務(wù)器中，直到終端上行信息或者是進(jìn)行定期檢查的時(shí)候，下行給終端。信標(biāo) 下行發(fā)送原理下行發(fā)送原理 安全無線接口層無線接口層通過加密認(rèn)證機(jī)制。核心網(wǎng)絡(luò)層核心網(wǎng)絡(luò)層依據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)的安全性。用戶數(shù)據(jù)加密用戶數(shù)據(jù)加密比

17、如AES128加密算法。 PHY層上行Bit rate在空中接口設(shè)計(jì)上，要考慮覆蓋的改善，超低功耗等等，這就有許多的權(quán)衡。MiWind采用低速率方案，速率為100 bps。ModulationD-BPSK。簡單，可靠、靈敏度高。可以簡單使用 FSK 來實(shí)現(xiàn)。Transmission power+24dBm.Transmission frequency200kHzFEC16 bit Reed-Solomon 編碼。最大長度為388 bits，可以增加 1dB 編碼增益。 PHY層下行 下行信道類型下行信道類型MiWind 實(shí)現(xiàn)兩種類型的下行信道：l爭對終端的下行信道。l廣播系統(tǒng)信息的信標(biāo)信道。B

18、it rate下行信道速率為600bps 。大速率可以降低終端接收時(shí)間，降低功耗。 信標(biāo)信道速率為8000bps。可以降低終端的檢測時(shí)間T，降低功耗。為此，必須增加信標(biāo)信道的發(fā)射功率。大速率可以降低終端接收時(shí)間，降低功耗。ModulationD-BPSK。FECFEC為32 bits。對 384 bits信息，可以增加 1dB 編碼增益。 PHY層下行 微信道發(fā)射功率微信道發(fā)射功率最大上行發(fā)射功率最大上行發(fā)射功率 終端的接收靈敏度比基站低，因?yàn)閹挶容^大。終端最大發(fā)射功率為+34dBm。下行發(fā)射功率管理下行發(fā)射功率管理發(fā)射功率的調(diào)整是按照接收到的UL包的信號(hào)強(qiáng)度來進(jìn)行的。因?yàn)镈L包的發(fā)送時(shí)在接

19、收到UL包后進(jìn)行的，所以，調(diào)整的算法是非常簡單的。如果考慮到移動(dòng)終端的分布，離基站的平均距離是最大距離的 2/3 ，可以得到5 dB 鏈路預(yù)算。 LINK層上行層上行 preambleID(A)TypeSeq.CounterMACFCS3 bytes4bytes8 bits16 bits3bytes2 bytesCiphertext(C)12bytesFEC6 bytesAckConti.Type1 bits2 bits5 bitsLINK層上行 幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) LINK層上行 上行包和下行包的認(rèn)證授權(quán)上行包和下行包的認(rèn)證授權(quán) UL MAC-FrameDL MAC-FrameIdentifier

20、Sequence counterSecrete keyDL PayloadauthenticationauthenticationUL PayloadIdentifierSequence counterSecrete keyDL check LINK層下行層下行 LINK層下行幀格式下行數(shù)據(jù)包格式充分考慮對上行數(shù)據(jù)包的響應(yīng)。headerFECAuth.FCS32 bits16bits1 bytesPayload0-34bytes40bitsHeader56 bits：lPreamble和bit rate synchronization(3bytes),lframe type,9bitslpay

21、load length，6bitslacknowledgement bits，1bit LINK層下行 信標(biāo)信道幀格式信標(biāo)信道幀格式l字頭，包含前導(dǎo)碼(3bytes)和幀類型 (比如“beacon channel”，1bytes),lnetwork ID (14 bits，最多16384)lcell ID (19 bits,最多524288)lSys Info Group type (6 bits)，定義負(fù)載內(nèi)容lsystem information groups (4 bits) 個(gè)數(shù)。l Group Sequence number (5 bits) 幫助跟蹤system informati

22、on groups的變化。lpayload 裝載system information elementsl FCS，8 bits CRCl FEC, which is the same BCH field as in adhoc micro-channel packetsHeaderNetIDCellIDFCS4 bytes6 bytes1 bytesPayload(Sys.Info)0-20bytesFEC4 bytes# of groupGroupSeq. #信標(biāo)信道由基站直接進(jìn)行廣播，不需回答。在格式設(shè)計(jì)上，就與一般信道設(shè)計(jì)不一樣。Sys InfoGroup type LINK層過程層過程

23、 在超窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信中，通過優(yōu)化幀格式和簡化過程，可以大幅度降低網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射和接收的次數(shù)，降低功耗。比如，沒有GSM/GPRS 中的附著和終端選擇過程，這是因?yàn)樗械幕径际潜O(jiān)聽整個(gè)200kHz 。隨機(jī)訪問方式簡化了訪問的過程，沒有繁瑣的交互。信標(biāo)信道偵聽和發(fā)射功率自適應(yīng)過程屬于無線資源管理（RRM）。LINK層過程 LINK層過程 單個(gè)上行包的單個(gè)上行包的Ack過程過程只有在終端提出應(yīng)答請求后，才會(huì)進(jìn)行應(yīng)答。Mobile stationMiWind serverAPPAPP PDUUL LL PDUSeg.count.=NUL LL PDUcheckDL Auth.based onSeg.co

24、unt.=NDL LL PDU(Ack/Nack,Auth)Loop back delayLLLL 下行數(shù)據(jù)包Ack與上行數(shù)據(jù)包類似。LINK層過程 下行包的下行包的Ack過程過程Loop back delayMobile stationMiWind serverAPPLLLLAPPAPP PDUUL LL PDU(Seg.count.=N)DL LL PDU #1DL LL PDU #mUL LL PDU(Seg.count.=N+1)Multiple ackAPP PDUDL ressemblyDL Auth.based onSeg.count.=N RRM無線資源管理無線資源管理 系統(tǒng)使

25、用200KHz頻譜，與廣電合作。但是，廣電的頻段在全國都有使用，沒有一個(gè)頻點(diǎn)在全國可以通用。所以，在不同的省份，必須使用不同的頻段，并且需要跳頻。因此，采用信標(biāo)的方法，自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)，可以有效使用廣電的頻譜。RRM無線資源管理 在GSM網(wǎng)絡(luò)中，有多個(gè)200kHz的頻段可以分配。在MiWind中，不同的是，只有一個(gè)頻段，所有的基站必須同時(shí)偵聽同一個(gè)200kHz頻段。MiWind終端也不附著到網(wǎng)絡(luò)，也不與網(wǎng)絡(luò)同步。(a) GSM頻率分配，(b)MiWind頻率分配。RRM無線資源管理F1F2F4F3F6F5F7F10F8F9F12F11FmiwindFmiwindFmiwindFmiwindFmiw

26、indFmiwindFmiwindFmiwindFmiwindFmiwindFmiwindFmiwind(a)(b) 信標(biāo)信道周期發(fā)送信標(biāo)信道周期發(fā)送在GSM網(wǎng)絡(luò)中，通過重用頻段的方式來管理基站之間的干擾。這種方式不適合MiWind網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)，因?yàn)樾艠?biāo)信道必須在同一個(gè)200kHz的頻段中。因此，必須采用時(shí)分的方式來解決干擾問題。RRM無線資源管理 信標(biāo)信道信標(biāo)信道Base station #3Base station #2Base station #1Base station #11Base station #1216ms beacon packet12 slot of 40ms920ms f

27、or user plane packets1.4s beacon cycle 信標(biāo)信道周期發(fā)送信標(biāo)信道周期發(fā)送信標(biāo)信道包發(fā)送完畢后，是發(fā)送用戶數(shù)據(jù)包的時(shí)段。下面是給定基站的用戶面和信標(biāo)信道發(fā)送情況。RRM無線資源管理 信標(biāo)信道信標(biāo)信道+43dBmfrequencyMicro channelsBeacon channelMax. +34dBmpowertime200KHz 下行包的發(fā)送時(shí)由網(wǎng)絡(luò)的終端觸發(fā)的，由一個(gè)終端觸發(fā)過程來實(shí)現(xiàn)。如果沒有足夠的上行包，終端就發(fā)送poll 包來替換。 poll 包的周期的選擇根據(jù)延遲和功耗來權(quán)衡。RRM無線資源管理 poll下行數(shù)據(jù)包發(fā)送過程下行數(shù)據(jù)包發(fā)送過程P

28、oll packet periodLoop back delayMiWindserverMobilestationTxTxRxRxMessage storedBy MiWind serverUntil next poll 功率管理參數(shù)功率管理參數(shù)詳細(xì)的功率控制參數(shù)包括門限和延遲等。網(wǎng)絡(luò)側(cè)網(wǎng)絡(luò)側(cè)網(wǎng)絡(luò)檢測接收到的數(shù)據(jù)包的RSSI并記錄下來。如果網(wǎng)絡(luò)接收許多高于靈敏度的UL包，就發(fā)射控制暴給終端，要求降低發(fā)射功率。終端側(cè)終端側(cè)在進(jìn)行發(fā)射之前，終端測試信標(biāo)的RSSI。如果RSSI變化咸魚給定的門限，終端就降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的發(fā)射功率。如果RSSI變化大于門限，或是丟失了信標(biāo)，就增大發(fā)射功率。RRM無線資源管

29、理 Tx 功率自適應(yīng)過程功率自適應(yīng)過程 信標(biāo)偵聽過程支持 Tx 功率自適應(yīng)過程。RRM無線資源管理 Tx 功率自適應(yīng)過程功率自適應(yīng)過程開機(jī)開機(jī)知道知道頻段頻段接收信標(biāo)接收信標(biāo)節(jié)省節(jié)省功率功率存儲(chǔ)信標(biāo)存儲(chǔ)信標(biāo)時(shí)間參數(shù)時(shí)間參數(shù)設(shè)置設(shè)置poll計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器信標(biāo)檢測信標(biāo)檢測全頻段全頻段掃描信標(biāo)掃描信標(biāo)最大功率最大功率UL發(fā)射發(fā)射現(xiàn)在功率現(xiàn)在功率UL發(fā)射發(fā)射新網(wǎng)絡(luò)新網(wǎng)絡(luò)新位置新位置noyesnoyesyesyesnoTrigger eventUL or poll 云端管理云端管理 總體架構(gòu)圖：各種應(yīng)用總體架構(gòu)圖：各種應(yīng)用46平臺(tái)智慧城市Apps智慧工廠Apps智慧農(nóng)業(yè)Apps 總體架構(gòu)圖總體架構(gòu)圖CKA

30、NBig DataContext BrokerAccounting & Payment & BillingIDM & AuthShort-term historic dataBigData ProcessingData Quering/Action, Publish/SubscrOpen Data publishingReal-time processingBIETLRULESDEFINITION TOOLOPERATIONAL DASHBOARDKPI GOVERNANCEOPEN DATAPORTALSService orchestratorContext Adap

31、tersCEPIoT Backend Device Managementmeasures / commandsIoT Broker & Config Management(from sensors to things)IoT/SensorOpen DataactuatorsMedia streamsReal Time Media Stream ProcessingCity ServicesGISInventory 數(shù)據(jù)上下文數(shù)據(jù)上下文 實(shí)現(xiàn)一個(gè)智慧應(yīng)用需要收集和管理上下文信息 上下文信息是指應(yīng)用的實(shí)體屬性值應(yīng)用上下文信息Bus Location No. passengers Drive

32、r Licence plateCitizen Name-Surname Birthday Preferences Location ToDo listShop Location Business name Franchise offerings上下文管理上下文管理 應(yīng)用Context InformationBoiler Manufacturer Last revision Product id temperatureUsers Name-Surname Birthday Preferences Location ToDo listFlowerpot Humidity Watering plan

33、上下文管理上下文管理 實(shí)現(xiàn)一個(gè)智慧應(yīng)用需要收集和管理上下文信息 上下文信息是指應(yīng)用的實(shí)體屬性值 上下文信息可以來自不同的信息源： Existing systems Users, through mobile apps Sensor networks (Internet of Things) 給定的entity.attribute 的信息源是隨時(shí)變化的 Whats the currenttemperature in place “X”?標(biāo)準(zhǔn) APIPlace = “X”, temperature =30Notify me the changes oftemperature in place “X

34、”Its too hot! A sensor in apedestrian streetA person from his smartphoneThe Public Bus Transport Management system需要處理來自不同源的上下文需要處理來自不同源的上下文 Orion Context BrokerContextConsumersquery1026notifyContextProducersupdatesubscriptionsupdate1026updatenotifyDBOrionOrion上下文代理封裝上下文代理封裝 Context Consumers can be

35、 subscribed to reception of context information complying with certain conditions, using the subscribeContextoperation a ContextBrokerexports. Such subscriptions may have a duration.The Context Broker notifies updates on context information to subscribed Context Consumers by invoking the notifyConte

36、xtoperation they export基本上下文代理操作基本上下文代理操作 ContextProviderscan be registeredtotheContextBrokerlinkedtocertaincontextinformation.A Context Broker will invoke the queryContextoperation exported by Context Providers whenever they are queried for context information or have to notify updates in context i

37、nformation 基本上下文代理操作基本上下文代理操作 Context adapters will be developed to interface with existing systems (e.g., municipal services management systems in a smart city) acting as Context Providers, Context Producers, or bothSome attributes from a given entity may be linked to a Context Provider while other

38、 attributes may be linked to Context Producers 與已有系統(tǒng)的集成與已有系統(tǒng)的集成 Idas 設(shè)備管理設(shè)備管理 與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接后臺(tái)IoT 設(shè)備管理可以創(chuàng)建和管理連接到IoT網(wǎng)絡(luò)的NGSI IoT Agents 每個(gè) NGSI IoT Agent 可以看作是上下文的用戶或者是上下文的提供者，或者是同時(shí)作為上下文的用戶和提供者 IoT-M2M IoT-M2M 與上下文集成與上下文集成 上下文處理與分析上下文處理與分析 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn) 基站采用SDR技術(shù)，可以非常容易配置來接收其他窄帶協(xié)議。 基于WEB的網(wǎng)管。 防護(hù)級(jí)別IP67。

39、低輻射。PoE供電。 以太網(wǎng)和USB接口。功耗20W。工作溫度： -40C to +85C處理器： Intel Atom D525 Dual core 1.8 GHz內(nèi)存： DDR2 - 2 Gb 電子硬盤： SSD - 8 Gb 工作頻率： 150KHz-1GHz, including 315MHz, 433MHz, 470MHz, 868MHz, 915MHz (ISM)管理頻譜：192 kHz速率：100bps接收靈敏度：-145 dBm 100bps前置放大器gain/noise G = 19 dB帶阻濾波器：30 dB / 3 MHz ，30 dB / 600 KHz (option for 868MHz)外部天線增益：8 dBi天線阻抗：50 通信模塊基