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NB-IoT技術(shù)到底是什么?

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NB-IoT技術(shù)到底是什么?

最近三大運營商和媒體都在談論NB-IoT,究竟這項技術(shù)為什么這么受關(guān)注,這個技術(shù)究竟能用來干什么?這篇文章讓您在5分鐘之內(nèi)看懂NB-IoT。

  NB-IoT是什么

  為了應對日漸強烈的物聯(lián)網(wǎng)需求,于是國際移動通信標準化組織3GPP決定制訂一個新的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(CIOT:Cellular Internet of Thing)的標準。

  這個新標準要實現(xiàn)四個目標:

  超強覆蓋,相對于原來GPRS系統(tǒng),增加20dB的信號增益

  超低功耗,終端節(jié)點要能達到10年的電池壽命

  超低成本,終端芯片的目標定價為1美元,模塊定價為2美元

  超大連接,200kHz小區(qū)容量可達100k用戶設(shè)備

  針對這些目標,很多通信公司及運營商都提出了自己設(shè)計的空中接口的建議方案,希望被3GPP標準化組織采納為正式標準。在2015年9月的RAN #69會議上,經(jīng)過一番激烈PK,最終確定了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的空中接口方案為NB-IoT。

5分鐘看懂NB-IoT技術(shù)

  這個NB-IoT空口標準是由華為、高通、沃達豐主導的NB-CloT建議以及愛立信、諾基亞主導的NB-LTE建議融合而成,其中NB-CIoT的成分要更多一些,換句話說就是華為和高通在NB-IoT領(lǐng)域所擁有的核心專利數(shù)量更多。

  NB-IoT關(guān)鍵知識點

  NB-IoT是一個空中接口標準,這個標準主要是在終端與基站eNB之間的約定,包括物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的一些設(shè)計規(guī)定。

  考慮到與LTE的兼容性,NB-IoT標準與LTE的空口標準有很多相同或相似之處。比如NB-IoT沿用LTE定義的頻段號,Release 13為NB-IoT指定了14個頻段。

  NB-IoT的多址技術(shù),上行采用SC-FDMA,下行采用OFDMA;下行發(fā)射功率為43dBm, 上行為23dBm。調(diào)制方式以QPSK和BPSK為主。

  Release 13 NB-IoT僅支持FDD半雙工type-B模式,F(xiàn)DD意味著上行和下行在頻率上分開,半雙工意味著UE不會同時處理接收和發(fā)送。

5分鐘看懂NB-IoT技術(shù)

  CIoT接入網(wǎng)架構(gòu)圖

  CIoT的接入網(wǎng)構(gòu)架與LTE一樣,沒有改變。eNB同樣是通過S1接口連接到MME(Mobility Management Entity)和S-GW(Serving GateWay)。如果要說CIoT接入網(wǎng)與LTE有何不同,那就是S1接口上傳送的是NB-IoT消息和數(shù)據(jù)。

  NB-IoT如何實現(xiàn)低功耗

  NB-IoT比起GPRS來說,最大的特點是低功耗。除了本身NB-IoT的傳輸速率比較低以外,NB-IoT引入了eDRX省電技術(shù)和PSM省電模式,也是省電的主要原因。

  在PSM模式下,NB-IoT終端仍舊注冊在網(wǎng),但不接受信令,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。

  另外eDRX省電技術(shù)延長終端在空閑模式下的睡眠周期,減少信號接收單元不必要的啟動??偟膩碚f,這些措施就是讓終端的睡眠時間更多,睡眠質(zhì)量更好,從而功耗也就更低。

  NB-IoT如何部署

  NB-IoT占用180KHz帶寬,這與在LTE幀結(jié)構(gòu)中一個資源塊的帶寬是一樣的。NB-IoT有以下三種可能的部署方式:

  1)獨立部署(Stand alone operation)

  適用于重耕GSM頻段。GSM的信道帶寬為200KHz,這對NB-IoT 180KHz的帶寬足夠了,兩邊還留出來10KHz的保護間隔。

  2)保護帶部署(Guard band operation)

  適用于LTE頻段。利用LTE頻段邊緣的保護頻帶來部署NB-IoT。

  3)帶內(nèi)部署(In-band operation)

  適用于LTE頻段。直接利用LTE載波中間的資源塊來部署NB-IoT。

5分鐘看懂NB-IoT技術(shù)

  NB-IoT的應用

  對于遠距離高速數(shù)據(jù)傳輸,LTE網(wǎng)絡以及未來的5G網(wǎng)絡可以滿足這方面的需求;而對于遠距離低速數(shù)據(jù)傳輸,特別是非實時低頻次數(shù)據(jù)傳輸,則是NB-IoT系統(tǒng)的用武之地。

  NB-IoT非常適合應用于無線抄表(Metering)、傳感跟蹤(Sensor Tracking)這些領(lǐng)域,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這些領(lǐng)域的實施,可以大大降低管理成本,讓網(wǎng)絡管理者可以隨時掌握各種運營數(shù)據(jù)。

5分鐘看懂NB-IoT技術(shù)

  隨著三大運營商在國內(nèi)積極推進NB-IoT網(wǎng)絡的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以及NB-IoT芯片的成本降低,我們將會看到越來越多NB-IoT的應用落地。

  雖然NB-IoT技術(shù)面臨著像LoRa技術(shù)的競爭,但在國內(nèi),我相信NB-IoT技術(shù)一定會成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最主流技術(shù)。



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