5 物聯(lián)網(wǎng)通信 5.3 低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)-Sigfox

5.物聯(lián)網(wǎng)通信物聯(lián)網(wǎng)概論主講教師：15.物聯(lián)網(wǎng)通信5.25.1短距離通信技術(shù)5.3低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)長(zhǎng)距離通信技術(shù)主流LPWAN技術(shù)（標(biāo)準(zhǔn)尚未固定）非授權(quán)頻段LoRaSigfox授權(quán)頻段NB-IoT3LPWAN技術(shù)——SigFoxSigfox：由法國(guó)LPWAN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商Sigfox公司于2010年開(kāi)發(fā)的專網(wǎng)LPWAN系統(tǒng)。工作頻率：ISM頻段（868MHz@歐洲，915MHz@北美，433MHz@亞洲）應(yīng)用地區(qū)：Sigfox已在31個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)和商業(yè)化，主要部署于歐洲及美國(guó)部分城市。4SigFox網(wǎng)絡(luò)的全球部署情況Sigfox希望建立僅用于物聯(lián)網(wǎng)的全球性網(wǎng)絡(luò)，其基礎(chǔ)設(shè)施完全獨(dú)立于電信現(xiàn)網(wǎng)，需單獨(dú)建立基站。Sigfox網(wǎng)絡(luò)中單元的密度，在農(nóng)村地區(qū)大約30-50km，在城市中約3-10km之間。5Sigfox的技術(shù)特征（1-3）1.超窄帶無(wú)線電調(diào)制頻帶寬度：100Hz數(shù)據(jù)速率：100bps或600bps62.低有效載荷的小消息機(jī)制Sigfox上行消息的有效載荷最多為12字節(jié)，相應(yīng)數(shù)據(jù)幀總共僅26字節(jié)，消息由終端到基站平均需要2秒鐘。Sigfox下行消息的有效載荷8字節(jié)3.輕量級(jí)協(xié)議為處理小的數(shù)據(jù)消息定制輕量級(jí)協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)越少，意味著能耗越低，電池壽命越長(zhǎng)Sigfox的技術(shù)特征（4-6）4.上行鏈路連接

SigFox設(shè)備發(fā)出無(wú)線電信息

由SigFox基站收集信息

然后傳輸?shù)絊igFox云

并推送到最終用戶的IT平臺(tái)75.下行鏈路連接下行鏈路的連接服務(wù)由Sigfox終端設(shè)備驅(qū)動(dòng)。只有SigFox設(shè)備要求獲取消息時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)下行鏈路連接。如此，可以最大限度地降低能耗。6.無(wú)線電資源的隨機(jī)訪問(wèn)機(jī)制Sigfox網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備與基站之間的傳輸不同步。設(shè)備以跳頻的方式在3個(gè)不同頻率上廣播每條消息3次?；矩?fù)責(zé)檢測(cè)頻譜并尋找需要解調(diào)的超窄帶信號(hào)。Sigfox的技術(shù)特征(7-8)87.星型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與蜂窩協(xié)議不同，Sigfox設(shè)備無(wú)需連接到特定的基站。以SigFox設(shè)備為圓心的特定范圍內(nèi)的任何基站都會(huì)接收到設(shè)備的廣播消息。一個(gè)Sigfox設(shè)備平均連接到3個(gè)基站，無(wú)需消息確認(rèn)。Sigfox充分利用空間、時(shí)間以及頻率分集確保傳輸?shù)聂敯粜裕瑧{借在空間、時(shí)間、頻率維度上的消息發(fā)送冗余機(jī)制確保Sigfox網(wǎng)絡(luò)具有較高的服務(wù)質(zhì)量。8.安全性保障Sigfox從設(shè)備側(cè)、無(wú)線電傳輸、基站與Sigfox云通信、Sigfox云等多個(gè)方面確保網(wǎng)絡(luò)的端到端通信足夠健壯、可信、可擴(kuò)展和安全。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的末端，應(yīng)用平臺(tái)使用HTTPS加密接口連接到Sigfox云。SigFox網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)9Sigfox網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分三部分左邊：Sigfox終端Sigfox倡導(dǎo)與多個(gè)RF芯片公司合作以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)前端的無(wú)線連接。開(kāi)放的合作模式能調(diào)動(dòng)多家合作伙伴的資源，從而為用戶提供多RF芯片供應(yīng)商的選擇終端必須符合Sigfox網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證10中間：Sigfox基站（網(wǎng)關(guān)）和Sigfox云Sigfox基站（網(wǎng)關(guān)）和Sigfox云部分由Sigfox公司提供，也即：Sigfox網(wǎng)絡(luò)和Sigfox網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或設(shè)備管理服務(wù)器由Sigfox提供。右邊：業(yè)務(wù)應(yīng)用相關(guān)應(yīng)用服務(wù)器Web客戶端AppSigfox適合的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用SigFox在關(guān)鍵技術(shù)和組網(wǎng)方面的精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，使得SigFox特別適合要求“設(shè)備電池壽命長(zhǎng)，設(shè)備成本低，網(wǎng)絡(luò)連接費(fèi)用低，網(wǎng)