窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。
NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋
??NB-IoT有三種運營模式,一種是獨立的在運營商的網絡外面重做;第二種是在LTE的保護帶上,實際上它主要的原理是上行是采用OFDMA,前后保留10kHz的保護帶,它有兩種子載波間隔,一種是3.75kHz的,另一種是間隔15kHz的;第三種是帶內模式:可利用LTE載波中間的任何資源塊。以下是它的幾個大特點:
NB-IoT五個特點
1、廣覆蓋
NB-IoT技術能實現比GSM好20dB以上的覆蓋增益,覆蓋面積擴大100倍,在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。
上行工具譜密度增益17dB(NB-IoT的200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE的200mw/180kHz)
2-16倍的重傳機制增益3-12dB(付出時延代價,10s,但業務允許)
編譯碼增益3-4dB
2、大連接
NB-IoT單扇區支持5萬個連接,比現往高50倍(2G/3G/4G分別是14/128/1200),目前全球有約500萬個物理站點,假設全部署NB-IoT,每站點三扇區可接入的物聯網終端數將達4500億個。
窄帶技術:上行等效功率36信道*23dBm,提升信道容量
減少空口信令開銷,提升頻譜效率
基站優化:獨立的準入擁塞控制與終端上下文信息存儲
核心網優化:終端上下文存儲與下行數據緩存
3、低功耗
NB-IoT終端如每天發送一次200Byte報文,AA電池待機時間10年
單次的速傳時間縮短了
終端99%的時間都工作在節能模式(PSM),這個節能模式和手機的節能模式不一樣,終端仍然注冊在網,但信令不可達。終端處于深度睡眠,99%的時間終端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的時間比較長,能減少終端監聽網絡的頻度。
因為物聯網不像手機那么位置變化那么快,所以移動性的管理可以簡化。
4、低成本
目前單個模塊做出來的成本不會超過5美元,目標是要做到1美元左右。
180kHz窄帶,降低芯片復雜度;
簡化協議棧(500Byte),減少片內Flash/RAM;
5、低采樣率
單天線、半雙工,射頻成本低;
峰均比低,單片SOC內置23dBm發射功率的功效。
NB-CIoT和NB-LTE相比
前者對于LTE而言相當于提出了一種全新的空口技術,意味著與舊版LTE網絡存在兼容問題,在網絡側理論上改動較大; 而后者傾向和現有LTE網絡盡量兼容。
NB-CIoT在增強室內覆蓋、支持巨量低速率終端、減少終端復雜度、降低功耗和時延、與GSM/UMTS/LTE的干擾共存、對GSM/EDGE基站的硬件影響等方面均滿足研究設想的指標要求,最關鍵的是NB-CIoT模塊的成本估算甚至可以低于GSM模塊,而NB-LTE成本雖然比eMTC低但還是會高于GSM模塊。(暫時放著)