一、什麼是NBIOT？
1、概念
窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT），NB-IoT構建於蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，使用License頻段，可採取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。可直接部署於GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。
2、NBIOT的特點和目標
（1）超強覆蓋：相對GPRS來說，增加20db的信號增益。
（2）超低功耗：對於終端功耗的目標是：基於AA（5000mAh）電池，使用壽命可超過10年。
（3）超大連接：一個扇區能夠支持數萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構。
（4）超低成本：NB-IoT無需重新建網，射頻和天線基本上都是複用的。
二、NBIOT的省電技術
1、DRX模式
DRX（Discontinuous Reception）即非連續接收，是指終端僅在必要的時間段打開接收機進入激活態，用以接收下行數據，而在剩餘時間段關閉接收機進入休眠態，停止接收下行數據的一種節省終端電力消耗的工作模式。
（1）在激活期，UE將打開接收機，尋呼信道，判斷是否有有下行業務。
（2）NB-IoT的DRX週期取值範圍爲：1.28s，2.56s，5.12s 或者10.24s。
（3）DRX週期時長確定後：
•激活期越長，則業務處理越及時，但接收機在同一個週期內工作時間長，UE耗電量越大。
•激活期越短，則UE越省電，但接收機在同一個週期內保持關閉的時間越長，業務時延越長。
2、eDRX模式
爲了節省終端功耗，同時滿足一定下行業務時延的要求，3GPP引入了擴展DRX的概念（extended DRX，eDRX）。
（1）在每個eDRX週期內，有一個尋呼時間窗口（Paging Time Window，PTW），UE只在PTW內按DRX週期監聽尋呼信道，以便接收下行業務，PTW外的時間處於睡眠態，不監聽尋呼信道，不能接收下行業務。
（2）eDRX週期長度、PTW窗口長度可配置，UE和運營商之間進行協商，以運營商下發給UE的值爲準。
（3）eDRX週期的具體配置可查看3GPP TS 24.008：
（4）尋呼窗口時間表：
3、PSM模式
PSM(Power Saving Mode) 的技術原理非常簡單，在PSM該狀態下，終端射頻關閉，相當於關機狀態，終端非業務期間深度休眠，不接收下行數據，只有 終端主動發送上行數據（MO Data）時可接收IoT平臺緩存的下行數據。
（1）終端何時進入PSM狀態，以及在PSM狀態駐留的時長由核心網和終端協商。
（2）進入PSM模式，雖然UE不再進行接收尋呼消息，看起來設備和網絡失聯，但設備仍然註冊在網絡中，這樣當UE從休眠喚醒後就不需重新註冊網絡就可以進行數據收發。
（3）PSM想喚醒可通過外部喚醒或者週期自身喚醒，外部喚醒常用的是RTC中斷喚醒（如：MT2625採用外部RTC喚醒），週期喚醒的週期是核心網運行商配置給NB物聯卡，週期性的喚醒。
（4）PSM自動喚醒與RTC_ENIT外部喚醒區別：
A．在PSM狀態下，通過RTC_EINT喚醒後，如果系統沒有其他task，則會馬上重新進行PSM狀態。如有有其他task要執行，則會執行task，在執行完task之後，如果還未到週期自動喚醒，則會繼續馬上重新進入PSM模式。
B．如果是週期到了自動喚醒，則會維持Active time後再重新進入PSM狀態。而Active Time可繼續業務的上行和下行。
（5）這裏提一下MT2625，對於MT2625進入PSM狀態時，NB可能處於deep sleep或者deeper sleep，若PSM週期爲幾十分鐘比較短的時間則進入deep sleep，若PSM週期爲十幾個小時比較長的時間則進入deeper sleep。其他NB芯片筆者還沒驗證過。
三、NBIOT的工作狀態
1、Connected(連接態)：
模塊註冊入網後處於該狀態，可以發送和接收數據，無數據交互超過一段時間後會進入Idle模式，時間可配置。
2、Idle(空閒態)：
可收發數據，且接收下行數據會進入Connected狀態，無數據交互超過一段時會進入PSM模式，時間可配置。
3、PSM(節能模式)：
此模式下終端關閉收發信號機，不監聽無線側的尋呼，因此雖然依舊註冊在網絡，但信令不可達，無法收到下行數據，功率很小。持續時間由核心網配置(T3412)，有上行數據需要傳輸或TAU週期結束時會進入Connected態。
4、NB-IoT三種工作狀態一般情況的轉換過程可以總結如下：
（1）終端發送數據完畢處於Connected態，啓動“不活動計時器”，默認20秒，可配置範圍爲1s~3600s；
（2）“不活動計時器”超時，終端進入Idle態，啓動及或定時器(Active-Timer【T3324】)，超時時間配置範圍爲2秒~186分鐘；
（3）Active-Timer超時，終端進入PSM狀態，TAU週期結束時進入Connected態，TAU週期【T3412】配置範圍爲54分鐘~310小時。
（4）TAU週期指的是從Idle開始到PSM模式結束。
四、國內NBIOT頻段
1、國內的NB-IoT主要運行在B5和B8頻段。
運營商
頻段
中心頻率
上行頻率
下行頻率
中國電信
B5
850MHz
824MHz~849MHz
869MHz~894MHz
中國移動、中國聯通
B8
900MHz
880MHz~915MHz
925MHz~960MHz
五、NBIOT的應用場景
1.公共事業：智能水錶、智能水務、智能氣表、智能熱表。
2.智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾桶、智能窖井蓋。
3.消費電子：獨立可穿戴設備、智能自行車、慢病管理系統、老人小孩管理。
4.設備管理：設備狀態監控、白色家電管理、大型公共基礎設施、管道管廊安全監控。
5.智能建築：環境報警系統、中央空調監管、電梯物聯網、人防空間覆蓋。
6.指揮物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產跟蹤、金融資產跟蹤。
7.農業與環境：農業物聯網、畜牧業養殖、空氣實時監控、水質實時監控。
8.其他應用：移動支付、智慧社區、智能家居、文物保護。
六、參考文獻
1、你想知道的NB-IoT知識都在這裏了！：
http://www.elecfans.com/d/542776.html?v=pc
2、NB-IoT要點概括與工作狀態解析：
https://blog.csdn.net/u011195662/article/details/78438086
3、NB-IoT頻段：
https://blog.csdn.net/zoomdy/article/details/72764847
4、3GPP TS 24.008：
http://www.3gpp.org/ftp//Specs/archive/24_series/24.008/
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