无线通信技术-NB-IoT

一、NB-IoT概念

       物联网的无线通信技术很多，主要分为两类：一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z－wave等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low－powerWide－AreaNetwork，低功耗广域网），即广域网通信技术。LPWA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、LTECat－m、NB－IoT等。

      窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）是在基于FDD LTE技术上改造而来的，物理层设计大部分沿用LTE系统技术，如上行采用SCFDMA，下行采用OFDM，NB-IOT可以理解为一种简化版的FDD-LTE技术。

二、NB-IoT优势

       1.海量接入。NB-IoT比2G/3G/4G有 50~100倍的上行容量提升， NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数

        2.深度覆盖。NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于即覆盖能力提升100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方斱也能覆盖到。

        3.低功耗。NB-IoT引入超长DRX省电技术和PSM省电态模式，通过减少不必要 的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的，保障电池10年以上的使用时间

         4.低成本。低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势，NB-IoT芯片可以 做得小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本随之变低。

三、NB-IoT业务模式

根据不同的应用模式下对通信方式的诉求，人们把物联网设备分为以下两类:

1、固定节点或高速移动  上行数据量比较大，对带宽要求较高，如车载娱乐、视频监控等。

2、固定节点或低速移动 数据量小，以设备上传数据到平台的形式为主，如智能抄表、环境监测、资产管理、独立可穿戴设备等。

NB-IoT正是为了适应第二类的物联网设备而产生的。3GPP TR 45.820定义的蜂窝物联业务模式如下

业务类别	适合的应用	上行数据规模	下行数据规模	发送频率
自动上报（MAR）异常上报	烟雾告警、智能仪表电源、失效通知、闯入通知	20B	0B	每几个月甚至几年
自动上报（MAR）周报上报	智能水电表热能、智慧农业、智慧环境	20-200B	50%的上行数据的确认字符（ACK）为0B	1天（40%）、2小时（40%）、1小时（15%）、30分钟（5%）
网络命令	开关、触发设备上报数据、请求读表数据	0-20B,50%情况请求上行响应	20B	1天（40%）、2小时（40%）、1小时（15%）、30分钟（5%）
软件升级/重配置模型	软件补丁升级	200-2000B	200-2000B	180天

总体而言，NB-IoT的小区具有以下两个明显的特征：

NB-IoT用户面数据流量远远小LTE用户面数据流量。

由于每个小区内NB-IoT的终端数量远远大于LTE系统的终端数量，因此控制面的简历和释放次数远远高于LTE系统。