物聯網通信技術NB-IoT初步認識

基於蜂窩的窄帶物聯網(NarrowBand Internet of Things, NB-IoT只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署於GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,大大降低了部署成本。


NB-IoT有4大技術優勢。

1、覆蓋廣,相比傳統GSM,一個基站可以提供10倍的面積覆蓋

2、海量連接,200KHz的頻率可以提供10萬個聯接

3、低功耗,使用AA電池(5號電池)便可以工作十年,無需充電

4、低成本,模組成本小於5美金。


NB-IoT支持3種不同部署方式。

獨立部署:可以利用單獨的頻帶,適合用於GSM頻段的重耕。

保護帶部署:可以利用LTE系統中邊緣無用頻帶。

帶內部署:可以利用LTE載波中間的任何資源塊。


NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方。根據仿真測試數據,在獨立部署模式下,NB-IoT覆蓋能力可達164dB,帶內部署和保護帶部署還有待仿真測試。


NB-IoT射頻帶寬爲200kHz。下行速率:大於160kbps,小於250kbps。上行速率:大於160kbps,小於250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。

NB-IoT爲實現覆蓋增強採用了重傳(可達200次)和低階調製等機制。


NB-IoT引入了eDRX省電技術和PSM省電模式,進一步降低了功耗,延長了電池使用時間。NB-IoT可以讓設備時時在線,但是通過減少不必要的信令和在PSM狀態時不接受尋呼信息來達到省電目的。在PSM模式下,終端仍舊註冊在網,但信令不可達,從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。eDRX省電技術進一步延長終端在空閒模式下的睡眠週期,減少接收單元不必要的啓動,相對於PSM,大幅度提升了下行可達性。

NB-IoT採用休眠喚醒的省電方案,電池在睡眠期間被喚醒時會收到瞬時的強電流,這將極大影響電池壽命。

抄表類的應用通常採用鋰亞硫酰氯(Li/SOCl2)電池配合超級電容。消費類電子和其他應用通常採用聚合物鋰電池來供電。


NB-IoT允許時延約爲10s,但在最大耦合耗損環境中可以支持更低的時延,如6s左右。

NB-IoT網絡架構:



從現有發展態勢來看,未來NB-IoT將在運營商級網絡中大放異彩,爲物聯網時代帶來廣覆蓋、大連接、低成本的網絡解決方案;而LoRa則在智慧城市、行業和企業專用應用中實現快速靈活部署。

LoRa相對NB-IoT的好處是已經有成熟的商用,而NB-IoT纔剛剛開始。LoRa和NB-IoT的應用可能會有很多重疊,不過NB-IoT是由運營商來主導,要用到運營商的網絡,因此數據是先上到運營商那裏,許多企業或許不願意把自己的數據給到別人,所以這些企業寧願部署自己的私有物聯網絡,這時候用LoRa就很合適。

最終誰發展得好,主要看背後的陣營的推動力量以及國家的政策。

  “兩者的應用範圍其實也沒有太大區別,都是智能電錶、水錶抄表、智能農業等低數據量的採集。說到智能電、水錶的抄表,如果採用NB-IoT,需要用到電信運營商的基站,但是水電氣的運營商(電力公司、水務公司)不會把數據通過電信運營商繞一圈在收回來,他們完全可以自己搭建網絡,因爲其中涉及到很多利益分配問題。

參考:

http://www.quxiqi.com/gaogenxie/422025.html

http://fiber.ofweek.com/2016-07/ART-210022-8300-30014454_3.html




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