基于GPRS、NB-IOT、LTE的自組網(wǎng)方案

成都億佰特電子科技有限公司是一家致力于自主研發(fā)和客戶(hù)定制需求的創(chuàng )新型公司，成都億佰特針對GPRS、NB-IOT、LTE推出了RS232、R485接口的E840-DTU系列數傳電臺。

針對目前GPRS、NB-IOT、LTE三種不同的技術(shù)形式和市場(chǎng)需求，成都億佰特已經(jīng)建立了自己的基礎云平臺，在該云臺中無(wú)需理會(huì )終端設備是GPRS、NB-IOT亦或者是LTE設備，均可以互相通信，同時(shí)在云平臺中可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的設備隨意進(jìn)行編排組成自己方案需要的組網(wǎng)形式，輕松實(shí)現串口到網(wǎng)絡(luò )的雙向數據透明傳輸。同時(shí)E840-DTU設備使用行業(yè)標準AT指令，通過(guò)相關(guān)AT指令便可以進(jìn)行相關(guān)參數更改。

1）中心站固定IP

應用方案中GPRS通信是基于中國移動(dòng)、聯(lián)通運營(yíng)商的互聯(lián)網(wǎng)通信，使用GPRS通信用戶(hù)只需要知道互聯(lián)網(wǎng)通信基本概念就可以了，不需要考慮其他工作原理。一般應用方案的控制節點(diǎn)往往是點(diǎn)對點(diǎn)、中心站點(diǎn)對多分站、多中心站點(diǎn)對多分站點(diǎn)的關(guān)系，從互聯(lián)網(wǎng)接入角度來(lái)看中心站點(diǎn)和分站都是互聯(lián)網(wǎng)的終端。在互聯(lián)網(wǎng)通信中分站負責通信管理和連接的部分用DTU(數據終端單元)。中心站點(diǎn)負責通信管理和連接的部分用DSC(數據終端單元)表示。

互聯(lián)網(wǎng)通信必須要有地址，互聯(lián)網(wǎng)地址由IP地址和端口號組成，簡(jiǎn)單理解IP地址就是快遞上的地址，端口號就是收件人。IP地址是有限的，實(shí)際應用中采用固定IP和動(dòng)態(tài)IP結合的方法來(lái)擴大IP地址的容量，因為固定IP的SIM卡都是比較昂貴的，所以一般DTU都采用動(dòng)態(tài)IP的方式接入網(wǎng)絡(luò )。當DTU入網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò )會(huì )分配一個(gè)動(dòng)態(tài)IP給DTU，當DCS的IP地址為固定時(shí)，DTU將分配的動(dòng)態(tài)IP和端口號上傳給DCS，DCS將信息建立成注冊表完成DTU信息注冊。因此便可以知道通信的是哪個(gè)DTU。

1）中心站動(dòng)態(tài)IP

當DCS入網(wǎng)后獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)IP地址，并向動(dòng)態(tài)域名解析服務(wù)器發(fā)送一個(gè)注冊信息，當DTU上網(wǎng)后向網(wǎng)絡(luò )發(fā)送域名解析申請，網(wǎng)絡(luò )將對應的DCS動(dòng)態(tài)IP傳給DTU，通過(guò)獲取到的動(dòng)態(tài)IP便可以和DCS進(jìn)行互相通信。

2）數據中轉

無(wú)論DCS還是DTU入網(wǎng)，都需要向數據中轉服務(wù)器發(fā)送注冊信息，數據中轉服務(wù)器將發(fā)送來(lái)的IP地址和站點(diǎn)號建立一個(gè)注冊表，當一個(gè)站點(diǎn)需要發(fā)送數據給其他站點(diǎn)，在數據中表明接收站點(diǎn)信息，數據中轉服務(wù)器根據注冊表中對應的站點(diǎn)信息將數據發(fā)送給目的站點(diǎn)。

NB-IOT基于LPWAN技術(shù)，具有覆蓋廣、高速率、低成本、接入量多和功耗低等特點(diǎn)，其明顯的優(yōu)勢是數據采集后可以直接傳輸到云平臺，不需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)，大大簡(jiǎn)化現場(chǎng)部署。

NB-IOT規劃目標可以滿(mǎn)足室內抄表的深度覆蓋，考慮NB-IOT獨立建網(wǎng)成本很高，因此其軟硬件支持LTE，目前網(wǎng)絡(luò )采用聯(lián)合規劃的思路：NB-IOT基于LTE目標網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行規劃建設，在現有LTE規劃站址上分步部署NB-IOT，實(shí)現不同的覆蓋能力，主要實(shí)驗組網(wǎng)方案中NB-IOT與LTE站點(diǎn)數量比例分別為1:1、1:2、1:4、1:8和1:9。目前網(wǎng)中多采用1:1和1:4組網(wǎng)方案。

如果NB-IOT與LTE基站規模比為1:1建設，可以進(jìn)一步增強NB-IOT的深度覆蓋和容量提升，可以擁有高度37dBm的穿透損耗，有利于實(shí)現地下抄表和停車(chē)業(yè)務(wù)。

1）同頻組網(wǎng)

LTE時(shí)代對于網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，主要追求高速率和大容量，因此LTE通常采用復用系數為1的同頻組網(wǎng)方式，同頻組網(wǎng)是指使用相同的頻點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，即：采用F1單頻點(diǎn)或F1、F2等多頻點(diǎn)捆綁，所在網(wǎng)絡(luò )內頻率都是相同的，網(wǎng)絡(luò )中心頻譜帶寬大、主信號強但是邊緣信號弱、干擾信號強。

2）異頻組網(wǎng)

采用異頻組網(wǎng)，雖然會(huì )使網(wǎng)絡(luò )中心頻譜帶寬變小，降低傳輸速率，但是會(huì )有效解決邊緣化干擾，保持較高的性能。網(wǎng)絡(luò )整體速率相對比較平均，聚合相鄰網(wǎng)絡(luò )的下行載波進(jìn)行同時(shí)傳輸，將會(huì )是速率大大提高的同時(shí)降低邊緣化干擾。