關於NB-IoT在上一章已經提到過《物聯網通信技術的瞭解》這一章進行一次詳細的瞭解。
NB-IoT的演進於發展
| 2016 R13 | 2017 R14 | 2018 R15 | 2020 R16 | R17（已立項） |
| LPWA 基礎版 | 提速擴容,擴展功能 | 提升性能,拓場景 | 提升效率,連接5GC | 16QAM（M） |
| 20dB覆蓋 | 速率可替GPRS >100Kbps | 功耗降低80% | 5G NR共存 | 移動性優化 |
| 大連接 | 容量多載波 | 時延降低20% | 接入5G CN | 載波業務差異化 |
| 低功耗 | 定位/移動性80km/h | 支持100km小區 | 多模 | |
| 低成本 | Cat-NB2 | Qos管理 | 互操作 | |
| Cat-NB1 |
NB-IoT 物理層
NB-IoT又叫窄帶蜂窩物聯網，爲了減少實現的複雜性,NB-IOT精簡了不必要的物理信道，在下行只有三種物理信道和兩種參考信息，其中系統帶寬180Hz。
下行技術採用的是CFDMA,子載波間隔15KHZ，共計12個子載波，三種下行物理信道爲：
- NPBCH(窄帶物理廣播信道)
- NPDCCH(窄帶物理下行控制信道)
- NPDSCH(窄帶物理下行共享信道)
兩種下行物理信號
- NRS(窄帶參考信號)
- NSS(窄帶同步信號)
在上行只有兩種物理信道和一種參考信號，上行技術爲SC-FDMA(單載波頻分多址) 分爲兩種上行物理信道：
- NPUSCH(窄帶物理上行共享信道)
- NPRACH(窄帶物理隨機接入信道)
一種上行物理信號:
- NDMRS(窄帶參考信號)
NB-IoT 關鍵特性
- 超低成本 (Low Cost)
- 超低功耗 (Low Power)
- 超強覆蓋 (Super Cover)
- 超大連接 (Massive Connection)
超低成本
NB-IoT 支持基於目前LTE制式平滑演進，並根據不同運營商的需要求，支持靈活頻段部署，從而降低網絡建設和維護成本。可以部署到運營商已有的網絡當中來達到低成本的目的，NB-IoT 有三種部署模式：
獨立部署
不依靠現有的LTE網絡，完全獨立出來一般適用頻段GSM頻段而GSM頻段是200KHz而NB-IoT是180KHz所以用GSM頻段是完全滿足需求。
保護帶部署
NB-IoT是個窄帶寬可以部署到現有4G頻段的保護帶寬上，可以把原有不用的資源利用起來。
帶內部署
NB-IoT 可以部署在4G頻段內，因爲NB-IoT是基於4G設計的所以和4G是完全契合的，4G的每一個小資源塊帶寬是180KHz 所以完全滿足不存在資源浪費問題。
通過簡化,算法，裁剪不必要的硬件模塊，從而達到降低芯片成本的目的。可通過單天線，半雙工以及其他一些處理設計專門設計的芯片，Kirin4G芯片和Boudica150 NB-IoT芯片。
超低功耗 DRX與eDRX
DRX
非連續性接收 / 間斷接收機制，週期性監聽尋呼信道大致意思入下圖：
從進入休眠到喚醒叫做DRX週期，而DRX週期可以進行設置根據自身業務調整。該模式適合週期性比較短的業務場景使用，由於週期性比較短所以，耗電量也會上升，所以充電這個就比較頻繁了，但是有些物聯網場景可能幾個月甚至幾年纔會充一次點。所以該業務場景不太適合使用DRX。
eDRX
基於DRX的設計，設計出功耗更小的eDRX在DRX基礎上設計出PTW方案。PTW週期會尋呼3次每次尋呼完畢，會進入一個週期性比較長的休眠狀態。
這個休眠狀態可以達到2.92h,具體時長也是可以通過運營設計具體的業務場景。但是也有一些情況還是不能滿足物聯網設備的省電需求。所以就有了PSM省電模式。
PSM省電模式
該模式和eDRX很像但是它的休眠時間最長可以到310小時大概13天左右。但是在PSM模式下應用層的消息下到到終端，終端是接收不了的會被暫時保存在IoT的平臺裏面等待被喚醒的時候再發送出去。
超強覆蓋
超強覆蓋：功率譜密度提升與時域重傳
比GPRS多增加20dB MCL（最大耦合損耗） NB-IoT 覆蓋距離是GRPS的3倍，比GPRS多穿透2堵牆。
做到超強覆蓋通過重複發送的方式的可靠性來擴大更大的增益，其上行提升12dB增益，下行提升9dB增益。另一方面通過單子載波15KHz來進行傳輸，4G最少也要傳180KHz在同樣的功率下窄帶的增益是要更大的。
超大連接
超大連接：減小空口信令開銷與降低資源使用
可以接收5W設備接入其關鍵技術1：
上行業務調度單元較小：NB-IoT 15kHz,LTE:180kHz
技術點2：
減少空口信令開銷。在物聯網中大量的設備一般都處於休眠當中，而且物聯網對時延不敏感，所以就可以接入更多的設備。
技術點3：
PSM/eDRX降低了每個設備的資源使用情況。
技術點4：
- 獨立的准入擁塞控制
- 終端上下文信息存儲
技術點5
- 終端上下文存儲
- 下行數據緩存
NB-IoT關鍵特性
NB-Iot 模組簡化成本只需要30左右塊錢，電池壽命達到10年左右，5萬設備的大連接，20dB的大覆蓋。