物联网通信模组技术详解：2G、4G、5G、NB-IoT网络与APN设置
物联网通信模组技术详解：2G、4G、5G、NB-IoT网络与APN设置
物联网通信模组是物联网设备中不可或缺的组件，它负责设备与网络之间的通信。本文将介绍几种常见的网络技术，以及与模组相关的几个重要概念。
一、什么是2G、4G、5G、NB-IoT网络
2G网络：全称是第二代移动通信系统，移动的2G技术称之为GSM（Global System for Mobile Communication），是一种典型的蜂窝网络无线通信技术。传统的GSM网络以数字语音传输技术为核心，是一种电路域(CS)交互技术，没有分组域(PS)功能；GSM网络辅以GPRS分组交换技术才能实现数据业务功能，所以2G物联网模组均使用GSM进行短信和电话业务，使用GPRS网络进行数据收发业务；
4G网络：全称是第四代移动通信系统，该技术包含TDD-LTE和FDD-LTE，也是蜂窝网络无线通信技术中的一种，是基于UMTS网络技术的长期演进（LTE, Long Time Evolution）。相比于2G网络，4G网络具有更简化的网络构架和更精简的信令开销，使得4G网络的速率和时延比相比2G网络有本质的提升；
5G网络：全称是第五代移动通信系统。与之前的四代移动网络通信技术相比，5G网络在实际应用过程中表现出更加强劲的功能，并且理论上其传输速度每秒钟可达数十Gbps，这种速度是4G移动网络的几百倍，在实际应用中在数据吞吐率、移动性、传输时延等诸多方面表现出更加明显的优势及更加强大的性能；
NB-IoT网络：全称是窄带物联网（Narrow Band Internet of Things）。该技术是一种基于LTE网络构架的、3GPP协议标准LPWA（低功耗广域网）解决方案。通过其上下行重传、提升功率谱密度等方案，能提供比LTE高达20dB的增益。另外，通过协议中的PSM模式，使模组达到uA级的休眠态功耗，使其能广泛地应用到各种低速率、低功耗、低频次通信、上行数据为主、时延不敏感、移动性要求不强的场景。
二、什么是APN？为什么要设置APN信息？
APN（Access Point Name）是一种网络接入技术，终端模组在接入到网络时必须配置该参数，该参数决定了模组以何种方式接入网络；用户在上网时，针对不同的APN，核心网网元GGSN/P-GW将会把用户转接代理到不同的网络，所以如需通过模组设置APN，所设置的APN要与SIM卡开卡时配置的APN一致；
中国移动2G公用APN为CMMTM和CMNET；
中国移动4G公用APN为CMNET，4G物联网卡APN为CMIOT；
中国移动NB-IoT正式商用网络公用APN为CMNBIOT，NB-IoT中不同的APN还承载着不同的PSM和eDRX功能差异，如表1所示，非商用NB-IoT网络的APN以各地区网络侧实际设置为准。
三、模组如何实现LBS基站定位和GNSS定位？
LBS定位即Location Based Services（位置服务）
模组的LBS定位一般指基站定位，又被称为移动位置服务；它是通过移动运营商网络获取移动终端用户所在基站的位置信息，在第三方电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务；基站定位需要模组采集当前小区信息及邻区信息（GSM网络下为MCC,MNC,LAC,CI；LTE/NB网络下为MCC,MNC,TAC,CI），并且将小区信息提供给第三方电子地图平台，平台即可通过后台数据库完成定位功能；一般而言，模组测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。GNSS定位即Global Navigation Satellite System（全球导航卫星系统）
其原理是利用GNSS芯片，通过GNSS卫星定位系统判断出当前的位置坐标，然后通过模组，使用移动网络上传到后台服务器并显示在对应坐标系统的地图上，从而完成定位功能。一般而言，GNSS搜索到的卫星数量越多，测量精度越高，定位性能越好。
四、什么是 CCC 认证？
3C认证的全称为“中国强制性产品认证”，英文名称China Compulsory Certification，目的是国家为保护消费者人身安全和国家安全、加强产品质量管理、依照法律法规实施的一种产品合格评定制度。3C认证强制性认证产品目录分六批执行，电信终端设备隶属于第一批强制性认证产品，包括调制解调器、移动用户终端等9大类。无线通信模组作为通信关键器件，归属于16电信终端设备大类1606移动用户终端小类。
图1 3C认证标志
图2 中移物联网有限公司M6312 3C证书示例