低功耗廣域網：選擇最佳位置定位選項

　　低功耗廣域網(LPWAN)首次出現(xiàn)是因為物聯(lián)網設備需要更小、更便宜，同時還要保持電池效率并滿足所有形式的要求。通過提供長距離、低功耗和低帶寬的通信，LPWAN可以滿足許多物聯(lián)網用例的操作需求。它們降低了設備的成本和電池消耗，不僅延長了使用壽命，而且還降低了其運營開銷的大小和成本。在許多這些用例中，性能取決于一個關鍵特性：準確的定位能力。這些定位方法可以包括GNNS、WiFi定位等。

　　預計物聯(lián)網設備未來增長的很大一部分將來自低功耗廣域網。到2025年，預計將有超過20億臺設備通過LPWAN連接。

　　有幾種不同的網絡，例如NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox或LTE Cat-M，它們都提供了這些獨特的功能。這些網絡的用例包括資產跟蹤解決方案、智能城市基礎設施和智能計量。讓我們討論如何根據用例需求選擇最佳位置定位選項。

LoRaWAN：低功耗廣域網規(guī)范

　　與傳統(tǒng)移動網絡相比，低功耗廣域網的覆蓋范圍更廣，因此能夠以更低的成本傳輸少量數據（每臺設備）。LPWAN非常適合許多非常小型、低成本的設備定期傳輸和接收少量數據的用例。

　　LoRaWAN是一種LPWAN規(guī)范，旨在用于區(qū)域、國家或全球網絡中的無線電池供電設備。LoRa或遠程無線電的理想用例涉及不經常傳輸少量數據并在部署LoRa基礎設施的區(qū)域內移動的小型工業(yè)設備。從減少能源費用、智能照明和優(yōu)化廢物收集，到智能計量和供應鏈和物流，LoRaWAN的機會很多。也就是說，這些用例嚴重依賴位置才能正常執(zhí)行。

用于低功耗廣域網的內置定位技術

　　LoRa使用一種稱為到達時間差(TDOA)的內置定位技術啟用這些應用程序。TDOA技術使用無線基礎設施（即LoRa網關）定位設備。使用TDOA的手機和設備定位是20多年前開發(fā)的。它致力于創(chuàng)建用于E-911和其他應用程序的準確定位解決方案。

　　這項工作導致開發(fā)了一個大型知識產權組合，該組合為TDOA實施的許多方法和系統(tǒng)申請了專利。多年來，TDOA已經適應支持物聯(lián)網的本地LoRa TDOA位置。由于網關能夠收集和傳輸定時信息，因此可以通過比較信號到達多個網關的時間來定位設備。TDOA的準確性在很大程度上取決于所部署的低功率廣域網基站的密度。如前所述，這因地理和形態(tài)（城市與郊區(qū)等）而有很大差異。雖然對于某些物聯(lián)網用例來說，這種廣域位置可能是可以接受的，但如果需要更準確地了解設備的位置，TDOA可能不是一個具有成本效益的選擇。

　　LoRa的低距離傳輸能力意味著網絡節(jié)點之間的距離很遠，這對部署成本來說是一個優(yōu)勢，但對TDOA來說是一個挑戰(zhàn)。這就是GNSS或WiFi提供最準確和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS和WiFi定位：優(yōu)缺點

　　全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)等基于衛(wèi)星的定位方法似乎具有比積極方面更多的消極方面。首先，讓我們看一個強大的優(yōu)勢：GNSS設備在設備可以看到衛(wèi)星的區(qū)域（例如室外環(huán)境）中非常準確。這會有所幫助，尤其是當其他位置定位選項在戶外不準確時。現(xiàn)在，讓我們繼續(xù)討論缺點。

全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)的缺點：

　　在室內不是很準確

　　在密集的城市環(huán)境中不是很準確，例如大多數城市

　　GNSS芯片組和接收器可能很昂貴

　　可以耗盡設備電池，抵消LPWAN的一些主要優(yōu)勢

　　WiFi定位是另一種定位選項，它使用現(xiàn)有的基礎設施和WiFi接入點(AP)。對于WiFi定位，設備必須能夠掃描附近的接入點(AP)，并通過LoRa傳輸信息，低功耗廣域網可以確定設備的位置。設備需要能夠看到WiFi AP，但不需要連接到它。

WiFi定位的優(yōu)勢

　　最佳，因為它可以與其他信號（混合）相結合，以創(chuàng)建一個改進的定位系統(tǒng)，與任何單獨的選擇相比

　　提供室內定位能力和準確性

　　顯著的成本優(yōu)勢，因為網關過度部署不需要達到同等的準確水平

　　由于更高的AP，在城市環(huán)境中可以達到15-30米的精度

WiFi定位的缺點

　　WiFi掃描相對于TDOA消耗的增量功率。這是對顯著改善的室內和室外位置的權衡

　　由于接入點較少，農村地區(qū)的最佳定位精度較低

　　在精確位置跟蹤至關重要的用例中，WiFi定位無疑是贏家。將WiFi定位與基于低功耗廣域網的定位相結合，提高了整個網絡的整體定位精度和可靠性。此外，通過將WiFi定位添加到系統(tǒng)中，它可以擴展設備的覆蓋范圍并提供更高精度的定位技術。最后，通過獲取WiFi掃描并將其發(fā)送到網絡進行定位，可以最大限度地減少設備的電池消耗。這些優(yōu)勢使WiFi成為低功耗廣域部署的最佳選擇。

低功耗廣域網的要點

　　低功耗廣域網可降低設備的成本和電池使用量，提供更智能的使用機會。然而，這些網絡的性能取決于準確的定位能力。選擇正確的位置定位選項將確保正常運行。當需要精確的位置跟蹤時，應使用WiFi定位，因為它可以提高整個網絡的整體定位準確性和可靠性。