物联网通信技术NB-IoT初步认识

黎峰吖

基于蜂窝的窄带物联网（NarrowBand Internet of Things, NB-IoT）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，大大降低了部署成本。

NB-IoT有4大技术优势。

1、覆盖广，相比传统GSM，一个基站可以提供10倍的面积覆盖

2、海量连接，200KHz的频率可以提供10万个联接

3、低功耗，使用AA电池（5号电池）便可以工作十年，无需充电

4、低成本，模组成本小于5美金。

NB-IoT支持3种不同部署方式。

独立部署：可以利用单独的频带，适合用于GSM频段的重耕。

保护带部署：可以利用LTE系统中边缘无用频带。

带内部署：可以利用LTE载波中间的任何资源块。

NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。根据仿真测试数据，在独立部署模式下，NB-IoT覆盖能力可达164dB，带内部署和保护带部署还有待仿真测试。

NB-IoT射频带宽为200kHz。下行速率：大于160kbps，小于250kbps。上行速率：大于160kbps，小于250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。

NB-IoT为实现覆盖增强采用了重传(可达200次)和低阶调制等机制。

NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式，进一步降低了功耗，延长了电池使用时间。NB-IoT可以让设备时时在线，但是通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的。在PSM模式下，终端仍旧注册在网，但信令不可达，从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。eDRX省电技术进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期，减少接收单元不必要的启动，相对于PSM，大幅度提升了下行可达性。

NB-IoT采用休眠唤醒的省电方案，电池在睡眠期间被唤醒时会收到瞬时的强电流，这将极大影响电池寿命。

抄表类的应用通常采用锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池配合超级电容。消费类电子和其他应用通常采用聚合物锂电池来供电。

NB-IoT允许时延约为10s，但在最大耦合耗损环境中可以支持更低的时延，如6s左右。

从现有发展态势来看，未来NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩，为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案；而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。

LoRa相对NB-IoT的好处是已经有成熟的商用，而NB-IoT才刚刚开始。LoRa和NB-IoT的应用可能会有很多重叠，不过NB-IoT是由运营商来主导，要用到运营商的网络，因此数据是先上到运营商那里，许多企业或许不愿意把自己的数据给到别人，所以这些企业宁愿部署自己的私有物联网络，这时候用LoRa就很合适。

最终谁发展得好，主要看背后的阵营的推动力量以及国家的政策。

　　“两者的应用范围其实也没有太大区别，都是智能电表、水表抄表、智能农业等低数据量的采集。说到智能电、水表的抄表，如果采用NB-IoT，需要用到电信运营商的基站，但是水电气的运营商（电力公司、水务公司）不会把数据通过电信运营商绕一圈在收回来，他们完全可以自己搭建网络，因为其中涉及到很多利益分配问题。

参考：https://www.yunduoketang.com/article/zxjy77.html