目錄

一、NB-IoT

1、概念

2、所在頻段

3、特點：

4、通信協(xié)議

5、NBIOT的應用場景

二、GSM

1、概念

2、頻段

3、特點

4、GPRS和GSM的關系

三、NB-IoT 和GSM比較

1、覆蓋廣

2、海量連接

3、低功耗

4、 移動性做了簡化

5、半雙工模式

6、NB-IOT不足

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一、NB-IoT

1、概念

NB-IoT是指窄帶物聯(lián)網(Narrow Band Internet of Things)技術，是一種低功耗廣域(LPWA)網絡技術標準，基于蜂窩技術，用于連接使用無線蜂窩網絡的各種智能傳感器和設備，聚焦于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯(lián)網(IoT)市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。

NB-IoT技術可以理解為是LTE技術的“簡化版”，NB-IoT網絡是基于現(xiàn)有LTE網絡進行改造得來的。

LTE網絡為“人”服務，為手機服務，為消費互聯(lián)網服務；而NB-IoT網絡為“物”服務，為物聯(lián)網終端服務，為產業(yè)互聯(lián)網(物聯(lián)網)服務。

NB-IoT使用License頻段，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，與現(xiàn)有網絡共存，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

窄帶：將網絡接入速度為64Kbps(最大下載速度為8KB/S)及其以下的網絡接入方式稱為“窄帶”，相對于寬帶而言窄帶的缺點是接入速度慢。

2、所在頻段

3、特點：

低功耗

低功耗特性是物聯(lián)網應用一項重要指標，特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，設備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

低成本

NB-IoT是基于LTE網絡的技術，所以在現(xiàn)網LTE網絡的基礎上進行改造，就可以很快組網，很快擴大覆蓋。目前各大運營商仍在大力推動LTE網絡建設，也有利于NB-IoT的覆蓋改善。

強連接

在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網絡架構。在一個不太大的空間，放置更多設備而互相又不會有干擾，NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設備聯(lián)網需求。

廣覆蓋

NB-IoT室內覆蓋能力強，比LTE提升20dB增益，相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。

4、通信協(xié)議

NB-IoT是一種通信技術，使用NB-IoT網絡和物聯(lián)網平臺進行通信的設備一般還要遵守某種通信協(xié)議，相當于兩個人打電話，聲音通過電波傳播，但這兩個人使用的語言必須是對方能理解的語言通話才能成立。

當前NB-IoT設備和物聯(lián)網平臺通信的主流通信協(xié)議是CoAP和LWM2M協(xié)議。

由于大部分物聯(lián)網設備都是資源受限型設備，它們的物理資源和網絡資源都非常有限，直接使用現(xiàn)有的TCP和HTTP協(xié)議進行通信對它們來說要求實在是太高了。為此，CoAP（Constrained Application Protocol，受限制的應用協(xié)議）被設計出來了，它運行于UDP協(xié)議之上，它最大的特點就是小巧，最小的數(shù)據(jù)包僅4字節(jié)。CoAP是一個完整的二進制應用層協(xié)議，它借鑒了HTTP協(xié)議的設計并簡化了協(xié)議包格式，降低了開發(fā)者的學習成本。

LWM2M（Lightweight Machine-To-Machine，輕量級M2M）協(xié)議是由由OMA（Open Mobile Alliance）提出并定義的基于CoAP協(xié)議的物聯(lián)網通信協(xié)議。LWM2M協(xié)議在CoAP協(xié)議的基礎上定義了接口、對象等規(guī)范，使得物聯(lián)網設備和物聯(lián)網平臺之間的通信更加簡潔和規(guī)范。

5、NBIOT的應用場景

1.公共事業(yè)：智能水表、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(tǒng)、老人小孩管理。

4.設備管理：設備狀態(tài)監(jiān)控、白色家電管理、大型公共基礎設施、管道管廊安全監(jiān)控。

5.智能建筑：環(huán)境報警系統(tǒng)、中央空調監(jiān)管、電梯物聯(lián)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(yè)與環(huán)境：農業(yè)物聯(lián)網、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、空氣實時監(jiān)控、水質實時監(jiān)控。

8.其他應用：移動支付、智慧社區(qū)、智能家居、文物保護。

二、GSM

1、概念

全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile Communications) ，縮寫為GSM，由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數(shù)字移動通信標準。它的空中接口采用時分多址技術。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標準的設備占據(jù)當前全球蜂窩移動通信設備市場80%以上。由于GSM相對模擬移動通訊技術是第二代移動通信技術，所以簡稱2G。

2、頻段

GSM系統(tǒng)包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等幾個頻段
最初國家分配給模擬移動通信網的頻段為[885-905，930-950]，共20M；移動GSM900頻段為[905-909，950-954]，共4M；移動GSM1800頻段為[1710-1720，1805-1815]，共10M；聯(lián)通GSM900頻段為[909-915，954-960]，共6M；聯(lián)通GSM1800頻段為[1745-1755，1840-1850]，共10M；后來模擬撤網，移動"理所當然"地將原模擬網的20M頻率資源轉為GSM900頻率，這樣移動GSM共使用頻率資源34M，聯(lián)通使用了16M。

中國移動獲得的頻段是1880-1900MHz和2010-2025MHz；
中國電信獲得的頻段是1920-1935MHz和2110-2125MHz；
中國聯(lián)通獲得的頻段是1940-1955MHz和2130-2145MHz。

3、特點

（1）頻譜效率
由于采用了高效調制器、信道編碼、交織、均衡和語音編碼技術，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。
（2）容量
由于每個信道傳輸帶寬增加，使同頻復用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統(tǒng)的同頻 復用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小（模擬系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動話務分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使GSM系統(tǒng)的容量 效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高3～5倍。
（3）話音質量
鑒于數(shù)字傳輸技術的特點以及GSM規(guī)范中有關空中接口和話音編碼的定義，在門限值以上時，話音質量總是達到相同的水平而與無線傳輸質量無關。
（4）開放的接口
GSM標準所提供的開放性接口，不僅限于空中接口，而且報刊網絡直接以及網絡中各設備實體之間，例如A接口和Abis接口。
(5)安全性
通過鑒權、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的。鑒權用來驗證用戶的入網權利。加密用于空中接口，由SIM卡和網絡AUC的密鑰決定。TMSI是一個由業(yè)務網絡給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。
(6)與ISDN、PSTN等的互連。
與其他網絡的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等。
在SIM卡基礎上實現(xiàn)漫游。漫游是移動通信的重要特征，它標志著用戶可以從一個網絡自動進入另一個網絡。全球移動通信系統(tǒng)可以提供全球漫游，當然也需要網絡運營者之間的某些協(xié)議，例如計費。

4、GPRS和GSM的關系

GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式

GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，與原有的GSM比較，GPRS在數(shù)據(jù)業(yè)務的承載和支持上具有非常明顯的優(yōu)勢：GPRS可以更有效的利用無線網絡信道資源，特別適合突發(fā)性、頻繁的小流量數(shù)據(jù)傳輸；GPRS支持的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾矢?#xff0c;理論峰值達115kbps；GPRS計費方式更加靈活，可以支持按數(shù)據(jù)流量來進行計費；GPRS還能支持用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r進行語音通話等等

三、NB-IoT 和GSM比較

1、覆蓋廣

相比傳統(tǒng)GSM，一個基站可以提供10倍的面積覆蓋

一個NB-IOT基站可以覆蓋10km的范圍，小縣城一個基站就可以覆蓋了。同時

NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方，在地下是不可能有信號打電話的，但NB-IOT仍然可以通信！

2、海量連接

200KHz的頻率可以提供10萬個聯(lián)接

提供的連接越多，那基站就建的少，基站建的少，那就省錢！一老師同時教200個學生，另外一個老師就能帶20個學生，這樣在同樣帶1000個學生的前提下，帶200個學生的老師只雇傭5個就可以，后面那樣的老師就要雇傭50個。

3、低功耗

使用AA電池（5號電池）便可以工作十年，無需充電

10年不需充電！你不是在騙我吧？我的手機可是每天都要充電的！NB-IoT引入了eDRX省電技術和PSM省電模式，進一步降低了功耗，延長了電池使用時間。在PSM模式下，終端仍舊注冊在網，但信令不可達，從而使終端更長時間駐留在深睡眠以達到省電的目的。eDRX省電技術進一步延長終端在空閑模式下的睡眠周期，減少接收單元不必要的啟動，相對于PSM，大幅度提升了下行可達性。

什么是eDRX

DRX(Discontinuous Reception)，即不連續(xù)接收。eDRX是擴展不連續(xù)接收。

eDRX/PSM功耗示例

如圖所示，DRX的是不連續(xù)的去接受信號，大部分時間休息。舉個例子，連續(xù)接收就是一個保安一天24小時不能離開工作崗位，眼睛要認真的瞪著門口看有沒有異常發(fā)生。不連續(xù)接收是保安一個小時只花十分鐘去看門，其他時間喝茶休息。

PSM（Power Saving Mode），即省電模式。很多物聯(lián)網終端大部分時間是沒有事情可以做的，抄表發(fā)一個表字就完了，干完活就可以睡大覺了。設備進入休眠狀態(tài)。

總結一下，NB-IOT的省電就像一個保安工作一個小時內要休息喝茶50分鐘，就這樣一天才工作3小時，其他時間都在睡覺。

4、 移動性做了簡化

不像我們手機，經常是在汽車上，高鐵上，在高鐵上打電話信號不好，是因為速度太快手機在不停的切換基站，就像接力比賽一樣，接力棒接好了通話正常，接力棒丟了，通話斷斷續(xù)續(xù)甚至掉線。

對于物聯(lián)網終端使用NB-IOT大部分場景是靜止的，如智能抄表，這樣可以降低協(xié)議的復雜度，同時降低模塊成本。

5、半雙工模式

就是我說話的是你必須聽著，絕對不能插嘴！反之亦然。

6、NB-IOT不足

1 部署頻率是授權的，必須由運營商來部署！想自己搭建一個？在目前看來還是不行。看來想一次性投資，后面不再交錢這條路行不通。

2 模塊現(xiàn)在成本還是高（相對于成熟的GPRS模塊，wifi模塊）這個應該會隨著使用量的增大而慢慢降低。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的NB-IoT和GSM概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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