非授权频谱物联网技术之UNB(超窄带)技术

UNB(超窄带)是法国Sigfox公司提出的技术，使用非授权频谱，在欧洲为868MHz,在美国为902MHz。UNB设计的链路预算增益高于GSM网络，可降低基站部署密度，从而降低初期网络部署成本；也可以用来提升网络的室内覆盖率。UNB由于需要自建网络，其相对于GSM网络的链路预算增益主要用于降低网络部署成本。

(1)UNB技术特点

UNB采用频分多址(Frequency Division Multiple Accessr FDMA)技术，子信道带宽在欧洲为100Hz，在美国为600Hz，支持上下行双向通信，通信总是由终端发起。UNB为非调度系统，终端自主发送信号，为了避免各个终端之间碰撞，终端采取重复发射3次的办法提升信号发送成功率。终端在预设的频段上随机选择3个子信道，盲发3次；随后终端扫描预先设定的频段，接收下行数据，如果收到下行数据，就进行处理，如果没有收到，15s后进入睡眠状态。

(2)UNB技术优势

UNB技术优势体现在终端成本低、功耗低、链路预算覆盖性能优。UNB终端芯片的低成本主要来自于Sigfox的技术创新:终端芯片公司不需要专门为UNB制作芯片，使用现有遥控器或者短距传输的芯片硬件，在此基础上更新软件即可。这样一方面降低了终端芯片的研发费用，另一方面也降低了终端芯片的门槛，这两点都非常有利于终端实现极低的成本。

(3)UNB技术局限

UNB技术局限也非常明显，主要包括：终端通信能力有限、通信质量无法得到保障、空口不安全、网络需自建、下行传输能力有限且无法支持软件升级更新。UNB终端通信能力受限主要来自于非授权频谱。欧洲的管理法规要求868MHz频谱每个终端的发射占空比必须小于1%。每次数据传输将会持续6s左右，那么每小时可以发送最多6条消息，每天可最多发送144条消息。此外，由于非授权频谱不受管制，相互间的干扰导致通信质量无法得到有效保障，通信可靠性也无法得到保障。由于空口技术极为简单，无法采用有效的加密认证，存在数据被伪基站窃听并破解的风险。还有，由于UNB需要自建网络，初期站点稀少，无法做到室内的覆盖效果。最后，UNB终端芯片极低功耗主要是在给定的业务能力情况下达到的，如果每天通信量极少(例如每天发送1条消息)，可以在2500mAh的锂电池基础上达到10年电池寿命，但如果每天发送140条消息，电池寿命仅为2个月左右。