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打造NB-IoT完整产业链,NB-IoT你了解多少?

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4月底,工信部办公厅发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》(以下简称《通知》)。《通知》提出了移动物联网全面发展的主要目标和重要任务,鼓励各地设立专项扶持和创新资金,支持NB-IoT和Cat1专用芯片、模组、设备等产品研发工作,提高芯片研发和生产制造能力,满足规模出货需求。那今天咱们就单独来聊聊NB-IoT:

实际上,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IoT的优势

作为一项应用于低速率业务中的技术,NB-IoT的优势主要有以下几点:

●强链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

●高覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。

●低功耗:低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

●低成本:与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。

NB-IoT技术的物理层规格如下:

系统带宽:180kHZ

上行技术:SC-FDMA(单载波频分多址),是LTE上行链路的主流技术。

下行技术:OFDMA(正交频分多址),也是LTE中采用的通信技术。

相对于LTE技术而言,NB-IoT为了减少实现复杂性,精简了部分不必要的物理信道,下行只有三种物理信道和两种参考信号,上行只有两种物理信道和一种参考信号。

NB-IoT的特点

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●超低功耗:NB-IoT有三种不同的省电模式:PSM模式、DRX模式、eDRX模式,设备可以根据自己的需求选择省点模式,达到功耗最小的目的,可以延长电池的使用寿命;

●超低成本:NB-IoT支持在现有的LTE网络上改造,大大的降低了网络建设成本;

●超强覆盖:NB-IoT网络具有超大覆盖范围与超强穿透能力,设备无论在哪都能稳定接入网络;

●超大连接:NB-IoT网络允许多台设备同时接入,达到现有技术的50~100倍,据测试,现有NB-IoT网络单小区基站可接入5万个终端设备,这样的超大连接能使物联网真正做到“万物互联”。

NB-IoT与通信协议

NB-IoT设备和物联网平台通信目前的主流通信协议是CoAP和LWM2M协议。

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常见的局域网组网技术

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常见的广域网组网技术分析

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NB-IoT作为物联网广域物联网中窄带物联网的一种技术,作为主流物联网组网技术的一个有效的补充,按照《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》要求,到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖;移动物联网连接数达到12亿;推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同,引导新增物联网终端向NB-IoT迁移;打造一批NB-IoT应用标杆工程和NB-IoT百万级连接规模应用场景。

2020年5月21日 08:55
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