窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。
NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)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(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)外面重做;第二種是在LTE的保護(hù)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(hù)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(nèi)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(shù)能實現(xiàn)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(yè)務(wù)允許)
編譯碼增益3-4dB
2、大連接
NB-IoT單扇區(qū)支持5萬個連接,比現(xiàn)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(shè)全部署NB-IoT,每站點三扇區(qū)可接入的物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)將達(dá)4500億個。
窄帶技術(shù):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(yōu)化:獨立的準(zhǔn)入擁塞控制與終端上下文信息存儲
核心網(wǎng)優(yōu)化:終端上下文存儲與下行數(shù)據(jù)緩存
3、低功耗
NB-IoT終端如每天發(fā)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(jié)能模式(PSM),這個節(jié)能模式和手機的節(jié)能模式不一樣,終端仍然注冊在網(wǎng),但信令不可達(dá)。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(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的頻度。
因為物聯(lián)網(wǎng)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(biāo)是要做到1美元左右。
180kHz窄帶,降低芯片復(fù)雜度;
簡化協(xié)議棧(500Byte),減少片內(nèi)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(nèi)置23dBm發(fā)射功率的功效。
NB-CIoT和NB-LTE相比
前者對于LTE而言相當(dāng)于提出了一種全新的空口技術(shù),意味著與舊版LTE網(wǎng)絡(luò)存在兼容問題,在網(wǎng)絡(luò)側(cè)理論上改動較大; 而后者傾向和現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)盡量兼容。
NB-CIoT在增強室內(nèi)覆蓋、支持巨量低速率終端、減少終端復(fù)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(shè)想的指標(biāo)要求,最關(guān)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)