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低功耗广域网络(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)

今年,NB-IoT是物联网无线通讯网络的翘楚。NB-IoT(Narrow Band-IoT)标准成立于2015年9月,是基于蜂窝的窄带宽物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)。由NB-IoT构建的蜂窝网络,只消耗大约180kHz的频段,可以直接部署于GSM网络、UMTS网络或LET网络,以降低成本部署,实现平滑升级。

随着物联网的发展,移动通信不再局限于人与人之间的连接,更向人与物以及物与物之间的通信。我们常用的2G、3G、4G大都局限于人与人之间的通信。而蓝牙、Zigbee等短距离通信技术往往通信距离不够、数据传输能力不强。另外使用物联网的低功耗传输协议(LPWA,Low Power Wide Area)还有LoRa和Sigfox。LoRa和Sigfox采用的是私有技术,都需要独立建网,并且使用的不是授权频谱,在安全性上也有缺陷。下图是几种无线传输协议的距离及速率的对比图。NB-IoT是运营商建立一个新的移动蜂窝网络很好的选择。

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NB-IoT 特性

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  • 灵活部署、窄带、低速率、低成本、高容量

部署方式支持3种部署方式:独 立 部 署 ( S t a n d -alone)、保护带部署(Guard-band)、带内部署(Inband)。Stand-alone模式:可以利用单独的频带,适合用于GSM频段的重耕。Guard-band模式:可以利用LTE系统中边缘无用频带。In-band模式:可以利用LTE载波中间的任何资源块。

RF带宽180kHz(上行/下行),下行:OFDMA,子载波间隔15kHz,上行:SC-FDMA,Single-tone:3.75kHz/15kHz,Multi-tone:15kHz。

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  • 覆盖增强、低时延敏感

在独立部署方式下,NB-IoT覆盖能力应也可达164dB。NB-IoT为实现覆盖增强采用了重传(可达200次)和低阶调制等机制。

  • 低功耗

B - I o T 借 助 P S M (Power Saving Mode,节电模式)和 e D R X 可 实 现 更 长 待 机。其中,e D R X进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期。一节普通的干电池就能支持 NB-IoT 设备长达 10 年的待机。

  • 低成本

可以直接部署于GSM网络、UMTS网络或LET网络,大大降低了NB-IoT蜂窝网络的部署成本。

已经有很多公司开始参与NB-IoT的标准的进一步制定以及相关产品的研发。目前仍存在三大挑战:一是产业链的不成熟、云、网、端都处于发展阶段,继续拓展市场。二是需要运营商参与来规模化运营,形成统一的规范。三是积极应对来自其他IoT通讯协议的竞争。

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