基于NB-IoT的电子智能锁的设计与实现文献综述

 2022-10-17 10:40:32

  1. 文献综述(或调研报告):

窄带物联网(NB-IoT)是物联网领域中一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,支持待机时间长、对网络连接要求较高的设备的高效连接。近年来,关于NB-IoT的研究也不断发展,本文将结合阅读的文献,对NB-IoT的发展现状,存在问题及应用等方面进行归纳和说明,并对于智能锁的发展状况进行分析。

  1. NB-IoT研究现状及发展水平

物联网(IoT)由许多可能有不同设计目标的网络组成。一些网络只打算覆盖本地区域,而另一些网络则提供广域覆盖。后一种情况在第三代合作伙伴计划(3GPP)中得到解决[1],窄带物联网(NB-IoT)便是3GPP版本13中引入的一项新的蜂窝技术,用于为物联网(IoT)提供广域覆盖。

NB-IoT是一种新的3GPP无线接入技术,它不完全向后兼容现有的3GPP设备,但是它旨在与传统GSM,GPRS和LTE技术实现出色的共存性能。NB-IoT广泛地再使用了LTE设计[2],包括数字技术,下行正交频分多址(OFDMA),上行单载波频分多址(SC-FDMA),信道编码,速率匹配,交织等。

窄带物联网满足了关键的物联网需求,如部署灵活性,低设备复杂性,更长的电池寿命,大量设备单元支持以及超出现有蜂窝技术的显著覆盖范围[3],从上可以看出窄带物联网的研究成果极大的推动了物联网的发展,具有很多的优点。

也有许多研究对NB-IoT的性能进行优化,例如文献[4]针对NB-IoT物理随机接入信道(NPRACH)设计了具有跳频的新单音信号,新的PRACH设计有助于实现物联网的重要性能目标,例如进一步提高电池寿命和扩展覆盖范围,该设计已被3GPP接受,现在已成为NB-IoT国际标准的一个组成部分[5]

  1. NB-IoT存在问题

存在问题:高检测延迟

NB-IoT设备中的初始定时获取是通过检测周期性发送的已知序列来完成的,因为在这段时间内必须打开主控NB-IoT调制解调器下行链路功耗的RF收发器,所以必须以尽可能低的延迟进行检测。从信号处理的角度来看,NB-IoT现有的自动相关检测器有着低计算复杂度,但代价是导致了更高的检测延迟[6]

因此,对于上述存在的检测延迟高的问题,一项研究提出了解决方案[7],即最大似然互相关检测的硬件实现,最大似然互相关检测器以更高的复杂度实现低延迟,该检测器实现的平均检测延迟比自动相关方法低两倍,并且能够将每次定时采集所需的能量降低多达34%。

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