现在是时候用TDOA和Wi-Fi解决LPWAN的位置挑战了

创建低功率广域网

事物互联网正在驱动连接的设备，以更小，更便宜，以便为企业提供许多不同的系统，从室内资产跟踪到全球供应链物流。问题是这些较小的东西仍然需要电池，电池最终可以定义可以实现的外形和其他属性（例如，设备等等的重量，尺寸，成本，寿命等。）。在延长这些设备的寿命的同时要缩小电池的驱动器需要权衡和持续的创新。使用此有限功率的一种活动是网络通信。

这种需求与许多物联网部署的更有限的带宽要求相结合，催生了低功耗广域网(LPWAN)．这些新网络都有特殊的协议，它们的优先级与今天大量数据的移动消费设备根本不同。通过调整网络以提供长距离、低功耗、低带宽通信，您就拥有了一套既匹配大量物联网用例的主要运行需求，又能降低设备的成本和功耗的功能延长使用寿命，缩小尺寸，降低设备成本和操作开销。

这些新的LPWans来自几种不同的口味，从更开放，专用的网络，如洛拉湾从Sigfox到基于3GPP标准的蜂窝网络，这些网络旨在解决同样的问题，包括LTE Cat-M和LTE NB-IOT．这些网络中的每一个在带宽、成本、网络覆盖、提供专用网络的能力、漫游，当然还有电力消耗方面都有不同的属性。

虽然这一切听起来很棒，但在全世界范围内，许多这样的网络仍处于部署阶段。是的，它们是可用的，但不同的规模和覆盖范围取决于网络。当竞争产品不断变化时，确定最佳网络选择的决策树是不平凡的，并且是不断变化的。

物联网和位置

但是，让我们不要忘记，几乎所有物联网用例都需要一些地点的元素．设备位置要求的准确性和可用性因情况而异，但我们很少看到位置在一个完整系统中不起重要作用的部署。

与其他设备(包括你的智能手机)一样，只有少数情况下，一项技术可以提供你所需要的位置准确性和可用性。虽然很多人认为GNSS它自己解决了这个问题，但它真的不能——它不能在你的智能手机上，也不能在大多数物联网情况下。GNSS缺乏某些功能，比如在室内定位。是的，它有时有用，但通常没有-所以如果你需要可靠的室内位置，你最好考虑其他选择。哦，还记得那个权力的东西吗?在为设备提供位置时，GNSS可能是耗电较多的选项之一。将这一点与降低这些设备的总体材料成本的需要结合起来，你会发现许多物联网公司选择构建没有GNSS的设备。

那么一个人该怎么做呢?lwwan的一个优点是，它们能够根据到达一组通信网关/基站的信号的时间或强度在网络端提供一个位置。

由于lwwan以较低的数据速率提供广泛的区域覆盖，基站可以稀疏地部署。这自然会对基于网络的定位精度产生负面影响，特别是当它依赖信号强度(功率)测量来估计从设备到基站的范围时。

LoRaWAN网络本身支持定时测量，允许它使用一种称为到达时差(TDOA)的技术来估计距离和计算位置。

TDOA是由Skyhook在20多年前，为移动电话和设备定位。从那时起，我们已经在美国和多个国际市场部署了两个全国性的TDOA系统，使用各种空中接口和频段。这一经验提供了来自现实世界大规模部署的宝贵知识和反馈。因此，该公司不断改进和完善我们的软件和工具，以缓解多路径，并在不同的环境中提高系统性能。

从那以后，TDOA已经改编了支持物联网的本地LoRa TDOA位置。它可以处理网关时间戳，并作为“求解器”产生最优的修复基于三角等时线。

对于某些物联网用例，TDOA位置可以足够精确，这时您就可以完成工作了。然而，准确性也可能严重依赖于部署的LPWAN基站的密度，如前所述，如今由于地理和形态(城市和郊区等)的不同而有很大差异，因此可能不足以在所有地区支持您的用例。

为什么无线网络?

智能手机中使用的一种流行方法是将Wi-Fi与GNSS和/或单元格对进行定位和辅助数据。使用Wi-Fi作为位置的第二个来源，可以提高系统的许多东西：

1. 它提供室内位置和准确性;
2. 它为GNSS提供了改进的位置性能;
3. 它提供比基于细胞的位置更多的准确性（包括LPWans上的TDOA）;和
4. 它可以与其他信号(混合)结合，创建一个比任何单一选择更好的定位系统。

事实上，最后一个选择是我们为LPWAN部署建议的内容。首先，通过向系统添加Wi-Fi位置，您可以扩展您的设备范围并提供更高的精确定位技术。其次，通过获取Wi-Fi扫描并将其发送到网络以进行本地化，最小化电池的负担。第三，通过将Wi-Fi与基于LPWAN网络的位置相结合，我们可以在网络上提高整体位置准确性和可靠性。最后，可以使用Wi-Fi代替GPS，而不是GNSS芯片组，其中天然LPWAN位置没有足够的准确性。

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