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nb-iot技术有哪些特征?

  nb-iot

   我们正进入万物互联(IoT)的时代,这对于整个移动通信产业来说是一个巨大的机会。这一点在MWC2016上展露无疑。无论是运营商大咖,还是设备商巨头,纷纷展示了完整的物联网解决方案和在不同垂直行业的应用。随着人们对移动网络实时性、高速率的越来越高的追求,蜂窝移动通信网络由2G、3G发展到如今的4G+阶段,5G的研发和商用也在如火如荼进行,移动网络速度由几十Kbps发展到几百Mbps甚至更高,但鉴于物与物连接阶段的独特特性,这些飞速发展的网络并不适用。

   物联网接入技术中,包括短距技术、广域连接技术,其中广域连接技术指传统蜂窝网(2G/3G/4G)和LPWA等。针对新型网络连接技术LPWA,根据标准类型的不同,分为3GPP LPWA和非3GPP LPWA,前者包括eMTC/NB-IOT,后者包括SigFox和LoRa。LPWA(低功耗广域网)又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。授权频谱下的代表技术是NB-IOT,未授权频谱的代表技术是LoRa(Long Range)。
  NB-IOT关键特性:
1) 大链接:小包传输优化空口信令开销,减少无限资源占用。在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。支持低延时敏感度、设备低成本、低功耗,能很好地满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

2) 覆盖增强:NB-IoT覆盖增强20dB增益,可很好地提升室内覆盖深度和覆盖概率。对于农村、车库等深度覆盖有要求的应用较适用。

3) 低功耗:芯片复杂度降低,工作电流小;空口信令简化,减少单次传输功耗;同时PSM/eDRX机制进一步优化了信令交互传输功耗;长周期TAU,减少发送位置更新,降低功耗,设备续航时间大幅提升。

4) 低成本:NB-IoT的射频和天线基本上都是复用的。180kHz窄带系统,系带复杂度降低;低采样速率,对缓存要求较小;低速率、低功耗、低带宽给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。
  NB-IoT的系统带宽比较窄,仅有180 kHz,比较容易找到频谱资源,因而网络部署方式非常灵活。NB-IoT 支持 3 种网络部署方式:独立部署(Standalone)、LTE保护带部署(Guard-Band)和LTE带内部署(In-Band)。NB-IoT 载波可以部署在GSM频谱的两边,也可以部署在GSM频谱的中间。为了NB-IoT和GSM避免互相干扰,两者之间需要一定间隔的保护带(100 kHz),独立部署也可以在UMTS/LTE的富余频段里面。
  NB-IoT通过上下行物理信道格式、调制规范的重新定义,使上下行控制信息与业务信息可以在相对LTE更窄的带宽中(上行采用3.75 kHz或15 kHz发送),相同发射功率下的功率谱密度(PSD, power spectrum density)增益更大,降低接收方的解调要求很多物联网终端采用电池供电,为了减少更换电池带来的人力成本,设备需要在电池支撑下长时间工作,尤其是环境监控类终端。现有技术也无法满足 LPWA 的低功耗需求。以 GPRS 为例,一块10 000 mAh的电池,如果每月上报一次数据可以使用2年,每天上报一次只能使用9个月,每小时上报一次则只能支持3个月。而在日本和澳大利亚市场都要求一块电池要支持一个仪表正常工作10年,中国也正在逐渐要求达到6年。



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