NB-IoT关键技术
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NB-IoT关键技术 2020-04-30 11:12 NB-IoT关键技术 0

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoTIoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖

  NB-IoT有三种运营模式,一种是独立的在运营商的网络外面重做;第二种是在LTE的保护带上,实际上它主要的原理是上行是采用OFDMA,前后保留10kHz的保护带,它有两种子载波间隔,一种是3.75kHz的,另一种是间隔15kHz的;第三种是带内模式:可利用LTE载波中间的任何资源块。以下是它的几个大特点:

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NB-IoT五个特点

1、广覆盖

NB-IoT技术能实现比GSM20dB以上的覆盖增益,覆盖面积扩大100倍,在地下车库、地下管道也能覆盖到。

上行工具谱密度增益17dB(NB-IoT200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE200mw/180kHz)

2-16倍的重传机制增益3-12dB(付出时延代价,10s,但业务允许)

编译码增益3-4dB

2、大连接

NB-IoT单扇区支持5万个连接,比现往高50(2G/3G/4G分别是14/128/1200),目前全球有约500万个物理站点,假设全部署NB-IoT,每站点三扇区可接入的物联网终端数将达4500亿个。

窄带技术:上行等效功率36信道*23dBm,提升信道容量

减少空口信令开销,提升频谱效率

基站优化:独立的准入拥塞控制与终端上下文信息存储

核心网优化:终端上下文存储与下行数据缓存

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3、低功耗

NB-IoT终端如每天发送一次200Byte报文,AA电池待机时间10

单次的速传时间缩短了

终端99%的时间都工作在节能模式(PSM),这个节能模式和手机的节能模式不一样,终端仍然注册在网,但信令不可达。终端处于深度睡眠,99%的时间终端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的时间比较长,能减少终端监听网络的频度。

因为物联网不像手机那么位置变化那么快,所以移动性的管理可以简化。

4、低成本

目前单个模块做出来的成本不会超过5美元,目标是要做到1美元左右。

180kHz窄带,降低芯片复杂度;

简化协议栈(500Byte),减少片内Flash/RAM;

5、低采样率

单天线、半双工,射频成本低;

峰均比低,单片SOC内置23dBm发射功率的功效。

NB-CIoTNB-LTE相比

前者对于LTE而言相当于提出了一种全新的空口技术,意味着与旧版LTE网络存在兼容问题,在网络侧理论上改动较大; 而后者倾向和现有LTE网络尽量兼容。

NB-CIoT在增强室内覆盖、支持巨量低速率终端、减少终端复杂度、降低功耗和时延、与GSM/UMTS/LTE的干扰共存、对GSM/EDGE基站的硬件影响等方面均满足研究设想的指标要求,最关键的是NB-CIoT模块的成本估算甚至可以低于GSM模块,而NB-LTE成本虽然比eMTC低但还是会高于GSM模块。(暂时放着)


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