非蜂窝通信技术有哪些

  非蜂窝通信技术是指不依赖于传统蜂窝网络的通信技术,广泛应用于物联网(IoT)和各种无线通信场景。非蜂窝通信技术可以分为以下几类:

  •   卫星通信:利用卫星进行数据传输,适用于广域覆盖和偏远地区。
  •   短距离无线通信:包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、Z-wave等,这些技术主要用于局域网内的设备通信,具有低成本、低功耗的特点,但传输距离有限。
  •   光纤通信:通过光纤传输数据,提供高速率和高可靠性,但安装成本较高。
  •   气球和无人机通信:利用气球或无人机搭载通信设备进行数据传输,适用于临时或应急通信。
  •   LoRa通信技术:一种低功耗广域网(LPWAN)技术,适用于低功耗远距离物联网应用,如智能表计、智慧城市等。
  •   ZETA通信技术:一种新兴的LPWAN技术,适用于供应链物流和低价值资产管理等领域。
  •   WIoTa技术:针对广域无线IoT通信的技术。
  •   DECT NR+(DECT-2020 NR) :一种非蜂窝5G技术,用于大规模部署物联网,实现免许可的无线5G网络。
  •   SigFox:一种低功耗广域网技术,适用于大规模物联网应用。
  •   Chirp-IoT:一种低功耗广域网技术,适用于物联网应用。

  这些非蜂窝通信技术各有优缺点,适用于不同的应用场景和需求。例如,LoRa和ZETA适用于低功耗远距离物联网应用,而Wi-Fi和蓝牙则适用于局域网内的设备通信。DECT NR+作为一种新兴的非蜂窝5G技术,为物联网提供了新的解决方案。

  一、 卫星通信技术的最新进展和应用

  卫星通信技术的最新进展和应用案例主要集中在以下几个方面:

  在2023年世界移动通信大会上,高通宣布了Snapdragon Satellite计划的最新进展,并与多家厂商合作开发具备卫星通信功能的智能手机。这些智能手机将能够通过低轨卫星进行双向通信,极大地扩展了智能手机的通信能力。

  3GPP从R14阶段开始研究卫星通信与地面移动网络的融合,探索卫星在5G系统中的角色和优势。在R15中,3GPP进一步研究了卫星通信与地面5G的融合,主要成果集中在技术报告TR38.811与TR22.822两个文件中。此外,Intelsat在推动Ku频段5G标准化方面取得了突破性进展,展现了卫星通信与地面移动网络融合的巨大潜力。

  卫星电视是卫星通信系统的另一重要应用。通过卫星,可以实现电视节目的全球覆盖,为广大观众提供高质量的电视服务。

  北斗作为我国具有自主知识产权的卫星导航系统,已经实现了全球性的导航服务。其独特的短报文服务在通信应用中表现出色,有望在未来进一步推广。

  卫星通信技术在海洋工程监测与控制中也有广泛应用。例如,载波叠加技术在海洋石油平台卫星通信中的应用,以及基于卫星通信和无人船的海洋监测技术研究。

  卫星通信技术在无人机电力巡线中也有应用案例。例如,2018年广东电网在江门220 kV铜水线利用无人直升机进行夜间巡检,搭载了卫星通信设备。

  二、 LoRa通信技术在物联网中的具体应用

  LoRa通信技术在物联网中的具体应用场景非常广泛,涵盖了多个领域。以下是几个主要的应用场景:

  •   智能抄表:LoRa技术因其低功耗和长距离传输特性,非常适合用于智能抄表系统,可以实现远程数据传输和管理。
  •   智能停车:在智能停车系统中,LoRa技术可以用于车辆的定位和管理,提高停车效率。
  •   车辆定位跟踪:LoRa技术适用于车辆的远程定位和跟踪,特别是在偏远地区,如高原地区的牛羊定位管理。
  •   环境监测:LoRa技术可以用于环境监测,如空气质量、水质监测等,通过传感器收集数据并传输到控制中心。
  •   野生动物跟踪:LoRa技术可以用于野生动物的跟踪和监测,帮助研究人员更好地了解野生动物的行为和栖息地。
  •   灾害救援:在灾害救援中,LoRa技术可以用于实时数据传输和定位,帮助救援人员快速响应和救援。
  •   仓库管理:LoRa技术可以用于仓库管理,通过传感器监控仓库内的温度、湿度等环境参数,确保货物的安全存储。
  •   智慧城市:在智慧城市中,LoRa技术可以用于各种智能设备的数据传输,如智能电表、智能路灯等,实现城市生活的智能化管理。
  •   农林畜牧:LoRa技术在农林和畜牧领域也有广泛应用,可以用于农作物的生长监测、畜牧的健康管理和饲料投放等。
  •   工商业应用:在工商业领域,LoRa技术可以用于设备监控、库存管理等,提高企业的运营效率。

  三、 DECT NR+(DECT-2020 NR)与传统蜂窝5G优势劣势对比

  DECT NR+(DECT-2020 NR)与传统蜂窝5G相比,具有显著的优势和潜在的挑战。以下是详细分析:

  1. 显著优势

  DECT NR+的部署成本显著低于传统蜂窝5G技术。由于其使用全球免费的1.9 GHz频段,无需进行频率规划或认证,从而大大降低了部署成本。此外,NR+网络的建设和维护成本仅为其他5G标准的十分之一。

  DECT NR+继承了DECT技术的安全性和可靠性,其物理无线电层(PHY)利用了蜂窝无线电的已知技术,确保了与数十亿商业设备相同的可靠性水平。此外,NR+在专用频率上运行,确保通信安全且无干扰。

  DECT NR+能够在全球范围内无缝扩展到数百万乃至数十亿物联网节点,支持大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低延迟通信(URLLC)应用。

  DECT NR+能够实现设备间1毫秒的延迟,支持高密度LPWAN(低功耗广域网),适用于机器对机器(M2M)通信。这使得其在智能城市、物联网传感器等应用中表现出色。

  DECT NR+由于无需蜂窝基础设施,具有最低的碳足迹,这使其成为大规模物联网技术中的环保选择。

  2. 潜在挑战

  尽管DECT NR+继承了DECT技术的成熟性,但其作为非蜂窝5G标准,可能在生态系统建设上面临挑战。目前,DECT NR+仍处于商业化初期阶段,需要时间来建立和扩展其生态系统。

  DECT NR+允许经典的DECT和NR+之间共享DECT频段频谱,这虽然保护了现有DECT系统的访问权,但同时也需要解决频谱共享和兼容性问题。

  DECT NR+作为一种新兴技术,其市场接受度和用户认知度可能不如传统的蜂窝5G技术。这需要时间和市场推广来逐步改变。

  四、 SigFox低功耗广域网技术的关键技术特点

  SigFox是一种专为物联网(IoT)设计的低功耗广域网(LPWAN)技术,具有以下关键技术特点:

  •   低功耗:SigFox技术通过优化数据包格式、系统带宽、网络拓扑和核心网等方面,极大地降低了设备的能耗,使得典型的电池供电设备可以工作长达10年。
  •   长距离传输:SigFox技术能够实现远距离的数据传输,适用于需要覆盖广泛区域的物联网应用。
  •   低数据传输速率:虽然传输速率较低,但SigFox技术通过超窄带(UNB)调制技术实现了高带宽利用率,这使得它在低功耗和长距离传输方面表现出色。
  •   低成本:SigFox技术在设计时考虑了成本效益,旨在构建低成本的物联网专用网络。
  •   全球覆盖:SigFox技术在全球范围内建立了统一的物联网网络,使得设备可以在不同地区无缝连接。
  •   在市场应用方面,SigFox技术已经广泛应用于多个行业:
  •   智能城市:SigFox技术可以用于智能交通、智能照明和智能建筑等应用,提升城市管理的效率和智能化水平。
  •   农业:在农业领域,SigFox技术可以用于监测土壤湿度、温度和作物生长情况,帮助农民实现精准农业。
  •   物流:SigFox技术可以用于追踪物流设备和货物,提高物流管理的效率和准确性。

  五、 ZETA通信技术在供应链物流领域的应用效果和用户反馈怎样?

  ZETA通信技术在供应链物流领域的应用效果和用户反馈总体上是积极的,具体体现在以下几个方面:

  •   技术优势明显:ZETA技术在供应链物流领域具有低功耗、广覆盖、低成本、海量接入和高速物体数据采集等技术优势,能够有效覆盖工厂、仓库、物流流转和场站等全链场景。这些优势使得ZETA技术在物流场景中表现出色,特别是在需要兼顾成本和性能的高性价比物联网技术方面。
  •   广泛应用:ZETA技术已经广泛应用于泛工业、物流、汽车供应链、农业、智慧城市、能源电力等物联网场景中,成为这些领域的重要技术支撑。例如,京东物流在中国华南和华北区域利用基于ZETA技术的ZETag广域云标签对自有仓库内的保温箱进行管理追踪,显著提高了物流配送的综合效率。
  •   互补性应用:ZETA技术与RFID技术在供应链物流场景中可以互补应用,RFID为资产提供唯一标识,而ZETA则通过远距离通信传输,实现供应链物流解决方案的纵向扩展。这种互补性应用不仅提高了物流效率,还降低了运营成本。
  •   数字化和可视化运营:ZETA技术助力供应链物流的数字化和可视化运营,通过传感器设备将人、车、货、仓、箱、场等供应链要素在线化、数智化管理。这种数字化管理提升了供应链的透明度和效率。
  •   生态联盟推动:ZETA联盟致力于推动物流行业的数字化转型和标准化,构建全栈式物流数字化解决方案,建立物流场景应用方案库,并推动物流ZETA物联应用标准的落地。这种生态联盟的推动有助于ZETA技术在供应链物流领域的广泛应用和持续优化。

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