物联网学习之路——物联网通信技术：NBIoT
?
NBIoT是什么
NB-IoT，Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng)，是一種專為萬物互聯(lián)打造的蜂窩網(wǎng)絡連接技術。顧名思義，NB-IoT所占用的帶寬很窄，只需約180KHz，而且其使用License頻段，可采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存，并且能夠直接部署在GSM、UMTS或LTE網(wǎng)絡，即2/3/4G的網(wǎng)絡上，實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡的復用，降低部署成本，實現(xiàn)平滑升級。
移動網(wǎng)絡作為全球覆蓋范圍最大的網(wǎng)絡，其接入能力可謂得天獨厚，因此相較WiFi、藍牙、ZigBee等無線連接方式，基于蜂窩網(wǎng)絡的NB-IoT連接技術的前景更加被看好，已經(jīng)逐漸作為開啟萬物互聯(lián)時代的鑰匙，而被商用到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中。
圖1是NB-IoT的技術發(fā)展史：
圖1 NB-IoT的技術發(fā)展史
?
NB-IoT的特點
NB-IoT具有以下四大特點：
一、廣覆蓋。相比現(xiàn)有的GSM、寬帶LTE等網(wǎng)絡覆蓋增強了20dB，信號的傳輸覆蓋范圍更大（GSM基站目前理想狀況下能覆蓋35km），能覆蓋到深層地下GSM網(wǎng)絡無法覆蓋到的地方。其原理主要依靠：1、縮小帶寬，提升功率譜密度；2、重復發(fā)送，獲得時間分集增益。
二、大連接。相比現(xiàn)有無線技術，同一基站下增多了50-100倍的接入數(shù)，每小區(qū)可以達到50K連接，真是實現(xiàn)萬物互聯(lián)所必須的海量連接。其原理在于：1、基于時延不敏感的特點，采用話務模型，保存更多接入設備的上下文，在休眠態(tài)和激活態(tài)之間切換；2、窄帶物聯(lián)網(wǎng)的上行調(diào)度顆粒小，資源利用率更高；3、減少空口信令交互，提升頻譜密度。
三、低功耗。終端在99%的時間內(nèi)均處在休眠態(tài)，并集成多種節(jié)電技術，待機時間可達10年。1、PSM低功耗模式，即在idle空閑態(tài)下增加PSM態(tài) ，相當于關機，由定時器控制呼醒，耗能更低；2、eDRX擴展的非連續(xù)接收省電模式，采用更長的尋呼周期，eDRX是DRX耗電量的1/16。
四、低成本。硬件可剪裁，軟件按需簡化，確保了NB-IoT的成本低廉，NB-IoT通信單模塊成本不足5美元。
NB-IoT因其適用的場景，還具有低速率和低移動性的特點。1、低速率。多點上行速率僅為56kbps，理想下行速率為21.25kbps；2、低移動性。僅支持終端設備在30km/h的移動速率下實現(xiàn)小區(qū)切換，遠低于4G支持250km/h的速率（高鐵專網(wǎng)可達450km/h）。
?
NB-IoT解決方案總體架構(gòu)
下圖2展示了NB-IoT解決方案的總體架構(gòu)：
圖2?NB-IoT解決方案總體架構(gòu)
?
NB-IoT發(fā)展現(xiàn)狀
下圖3展示了NB-IoT生態(tài)圈的概況：
圖3?NB-IoT生態(tài)圈概況
NB-IoT目前試商用以及商用舉例：
1、華為/中國聯(lián)通的NB-IoT智能停車解決方案：基于華為NB-IoT模塊推出的這套智能停車系統(tǒng)將能實現(xiàn)預定、轉(zhuǎn)租停車位等功能，低功耗和高穿透能力使得這個方案更具可靠性。目前該停車系統(tǒng)已經(jīng)在上海迪士尼試商用。
2、2017年7月13日，ofo小黃車與中國電信、華為共同宣布，三家聯(lián)合研發(fā)的NB-IoT“物聯(lián)網(wǎng)智能鎖”全面啟動商用。
3、中興通訊/中國移動的智能井蓋：該方案通過全方位監(jiān)管井蓋狀態(tài)，在井蓋被打開、移位等情況下，可實現(xiàn)及時警告。
?
NB-IoT芯片開發(fā)方面：
1、華為作為國內(nèi)最大的NB-IoT芯片原廠，推出了Boudica 120/Hi2110物聯(lián)網(wǎng)芯片，搭載Huawei LiteOS嵌入式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng).
2、美國高通公司推出了型號為MDM9206的物聯(lián)網(wǎng)芯片，支持Cat-M1和Cat-NB1標準的全球所有頻段，具備GSM/NB-IoT/eMTC多模支持，還支持GPS、格納洛斯、北斗、伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位。
3、中興微電子研發(fā)了RoseFinch 7100（又名“朱雀”）NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)芯片，專為低功耗物聯(lián)網(wǎng)設計，在睡眠功耗、截止電壓和外圍借口數(shù)量等和物聯(lián)網(wǎng)應用關聯(lián)的核心指標上都在業(yè)界處于領先水平。
4、英特爾推出的XMM 7X15系列物聯(lián)網(wǎng)芯片。
?
NB-IoT模組開發(fā)方面：
1、中興通訊基于高通MDM920芯片開發(fā)的支持NB-IoT和eMTC雙模的LPWA通訊模塊ZM8300。
2、上海移遠通訊技術有限公司Quectel基于華為的Hi2110物聯(lián)網(wǎng)芯片推出了BC95-B20/B8/B5/B28，以及基于高通MDM9206芯片的BG96模組。
?
參考文獻：（文章僅做交流學習，侵權(quán)即刪！！）
1、https://baike.baidu.com/item/NB-IoT/19420464?fr=aladdin
2、https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MTM5ODQyMA==&mid=2651191570&idx=1&sn=05be8fb0c9cb653381f3d6a84c60934d&scene=0#wechat_redirect
3、http://www.eefocus.com/communication/365647/p2
4、《華為NB-IoT解決方案》
5、https://www.jianshu.com/p/701ab2070408
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/vikezhu/p/8400559.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的物联网学习之路——物联网通信技术：NBIoT的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： Shiro架构
- 下一篇： UVa 12657 - Boxes in