10.15 物聯網之NB-IoT

什麼是物聯網

物聯網,在現在的這個時代已經不是什麼新名詞呢,那什麼是物聯網?狹義的說,具備海量連接、深度覆蓋、廣度覆蓋優秀、低功耗、低成本等綜合特點,可以應用在智能抄表、智能停車、智能路燈、智能井蓋等業務。

目前主要的利用還都是窄帶物聯網,分別有兩種NB-IOT和eMTC。

那這兩種有啥優缺點呢?

窄帶物聯網制式之爭

Ø NB-IOT vs eMTC

eMTC是中速率,由於MTC所採用的帶寬是MHz等級,仍無法真的落實降低成本的目標。NB-IOT(Narrow Band Internet of Things)是低速率目前主流。

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

  • eMTC 只能跟隨LTE系統部署,但 NB-IoT 有三種模式。
  • NB-IoT 單小區(每PRB)支持的用戶多達20萬
  • The NB-IoT 上行有3.75kHz, 15kHz帶寬,比 eMTC寬帶效率高。
  • NB-IoT has 覆蓋比eMTC 好6.3dB 。

Ø LPWAN幾種制式簡介

低功耗廣域網LPWAN(Low Power Wide Area)

運營商在網絡連接具備天然優勢,NB-IoT具備廣覆蓋、大連接、低功耗和低成本特點,已成為智慧城市領域的技術熱點。同時,NB-IoT基於現有蜂窩網絡技術,可以通過升級現網快速進入市場,其他LPWAN(低功耗廣域網)技術只能望塵莫及。

物聯網很多制式:NB-IoT/LTE-M/Sigfox/LoRa/RPMA/Weightless/HaLow七大LPWAN技術之爭,常用的。

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

在技術之爭上,NB-IOT還是以相對應用優勢勝出。

NB-IOT的特點

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things, 窄帶物聯網)是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網LPWAN(Low Power Wide Area)技術,是萬物互聯網絡的一個重要分支。

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

Ø 蜂窩網優勢

NB-IoT支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。相比藍牙、ZigBee等短距離通信技術,移動蜂窩網絡具備廣覆蓋、可移動以及大連接數等特性,能夠帶來更加豐富的應用場景,理應成為物聯網的主要連接技術。截至目前,蜂窩網絡覆蓋了全球超過50%的地理面積,90%的人口,是一張覆蓋最為完整的網絡。在支持大數據方面,NB-IoT連接所收集的數據可以直接上傳雲端

NB-IOT蜂窩網 PK傳統蜂窩網 PK短距離的藍牙、WIFI

Ø 覆蓋優勢

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

Ø 大連接

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

應對突發海量接入的技術要點:bar狀態

物聯網之NB-IoT

PSM:省電模式

物聯網之NB-IoT

增強型不接續接收eDRX

Ø 終端低功耗

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

  • 芯片複雜度降低,工作電流小;
  • PSM:
  • eDRX:
  • 長週期TAR/RAU,減少終端發送位置更新的次數;
  • 只支持小區選擇和重選的移動性管理,減少測量開銷;

Ø 終端低成本

物聯網之NB-IoT

物聯網之NB-IoT

  • 180kHz窄帶系統,基帶複雜度低
  • 低採樣率,緩存Flash/RAM要求小;
  • 峰均比低,功放效率高,23dBm發射功率可支持單片SoC內置功放PA;
  • 協議棧簡化,減少片內FLASH/RAM
  • 半雙工

NB-IoT的芯片廠家有哪些?

華為海思、Qualcomm、Intel、RDA、簡約納、MTK、TI、SEQUANS、MARVELL、NODRIC、中興微等。NB-IoT芯片商主要來自GSM/LTE Modem公司,也有類似WiFi/BT的MCU公司。

NB-IoT如何部署

NB-IoT佔用180KHz帶寬,這與LTE幀結構中一個資源塊的帶寬是一樣的。NB-IoT有以下三種可能的部署方式:

1) 獨立部署(Stand alone operation)

適用於重耕GSM頻段。GSM的信道帶寬為200KHz,這對NB-IoT 180KHz的帶寬足夠了,兩邊還留出來10KHz的保護間隔。

2) 保護帶部署(Guard band operation)

適用於LTE頻段。利用LTE頻段邊緣的保護頻帶來部署NB-IoT。

3) 帶內部署(In-band operation)

適用於LTE頻段。直接利用LTE載波中間的資源塊來部署NB-IoT。

物聯網之NB-IoT

應用場景

對於遠距離高速數據傳輸,LTE網絡以及未來的5G網絡可以滿足這方面的需求,而對於遠距離低速數據傳輸,特別是非實時低頻次數據傳輸,則是NB-IoT系統的用武之地。

NB-IoT非常適合應用於無線抄表、傳感跟蹤這些領域,通過物聯網技術在這些領域的實施,可以大大降低管理成本,讓網絡管理者可以隨時掌握各種運營數據。

物聯網之NB-IoT

當然NB-IOT的應用不僅限於此,將來5G仍有很應用空間,加上5G的超大鏈接,到時也將發展到寬帶物聯網。


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