窄带物联网介绍

一、 简介
窄带物联网又称为NB-IOT,已成为物联网的一个重要分支,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。
同时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。

二、 概述
NB-IoT主要面向大规模物联网连接应用,其设计目标:
•低成本、低复杂性:模块成本小于5美元,2020年目标2-3美元
•增强覆盖:164 dB MCL,比GPRS强20dB
•电池寿命:10年
•容量:约55000连接设备/小区
•上行报告时延:小于10S
增强覆盖:
覆盖就是最大耦合损耗(Maximum Coupling Loss,MCL),从基站天线端口到终端天线端口的路径损耗。如下为简单定义:
上行MCL=上行最大发射功率-基站接收灵敏度。
下行MCL=下行最大发射功率-终端接收灵敏度。

NB-IoT的MCL为164 dB。
上下行控制信息与业务信息在更窄的LTE带宽中发送,相同发射功率下的PSD(Power Spectrum Density)增益更大,降低接收方的解调要求。

NB-IoT上行功率谱密度增强17dB,考虑GSM终端发射功率最大可以到33dBm,NB-IoT发射功率最大23dBm,所以实 际NB-IoT终端比GSM终端功率谱密度高7dB。
重传:
重传就是在多个子帧传送一个传输块。Repetition Gain=10log Repetition Times,也就是说重传2次,就可以提升3dB啊。NB-IoT最大可支持下行2048次重传,上行128次重传。

省电方式:
(1)①PSM(power saving mode)
在这里插入图片描述
手机需要时刻待命,这意味着手机需不时监听网络,这是要耗电的。但物联网终端不同于手机,绝大部分时间在睡觉,每天甚至每周就上报一两条消息,完事后就睡觉。所以它不必随时监听网络,PSM就是让物联网终端发完数据就进入休眠状态,类似于关机,不进行任何通信活动。
(2)DRX(Discontinuous Reception),即不连续接收。eDRX就是扩展的不连续接收。
在这里插入图片描述
手机可以断断续续的接收信号以达到省电的目的。NB-IoT扩展了这个断续间隔,可扩展至2.91小时,更加省电。
此外,NB-IoT只支持小区重选,不支持切换,这减少了测量开销;对空口信令简化, 减小了单次数传功耗。

三、 总结
本篇文章简单的介绍了窄带物联网的一些内容,下面我们将会带大家对5G来临下物联网相关技术继续进行探讨。

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