5G很遥远但NBIoT已成物联网当红辣子

芯片 | 2019-12-02 | 来源：潜江物联网云平台

5G很遥远但NB-IoT已成物联当红辣子鸡

OFwek物联讯 NB－IoT 全称是窄带物联，可直接在现有的 GSM、UMTS 或 LTE 络中进行部署，占用极低的带宽来连接大量低功耗装备，实现降低成本和平滑过渡的目标，目前已经是万物互联概念中的重要分支根据计划路线图，5G 将会在 2020 年正式商用，而本文将讨论 NB－IoT 的未来，和相干的技术规格对物联的重要影响

NB－IoT，也被称为 LTE Cat NB1，它可以以更智能的方式来连接数十亿台设备它具有极高的性价比，支持低成本装备所设备的低功耗连接，并提供更宽阔的覆盖范围作为物联行业规模经济的有效可行理论，低功耗广域（LPWA）技术几近能够覆盖所有地方，并且能够和现有的移动络兼容运作

新型 MTC（机器型态通讯）运用的主要需求就是，部署低功耗、覆盖更广范围、为低成本设备高效供电、匹配各家运营商不同频段的无线电接入络通常情况下，这些 MTC 应用包括智能计量、物业监控、农业、船队和物流管理等等领域虽然这些设备所产生的数据常常非常小，但它们通常安装在信号覆盖的盲区，例如森林、农场或地下室，现有的短距离通讯络和移动蜂窝络都无法覆盖这些区域，而NB－IoT就是为解决这一问题而问世的

在授权的频谱下工作，更能确保覆盖率和性能，但运行在未授权频谱下容易出现各种不可控风险，会对络中运行的诸多设备整体性能产生影响

电池和覆盖性能

点密度和链路预算是影响移动络覆盖率的两大主要因素相比较 GPRS、WCDMA 和 LTE 等技术，NB－IoT 的链路预算多 20dB

，而且能够在更低的数据覆盖情况下运行

通信技术的链路预算比较：

20dB 的改进同时也意味着在某些方面做出牺牲，例如降低对 MTC 应用的要求，但也带来了很多的优势NB－IoT 能够满足速率延迟和电池寿命的需求寿命取决于高效装备如何切换进入「睡眠模式」，从而在闲置状态下关闭电池的部分元件

与 LTE 相同，NB－IoT 使用两个主要的 RRC 协议状态：

● RRC＿idle：节省用于发送测量报告的电力和资源

● RRC＿connected：装备直接发送和接收数据

NB－IoT 设计灵活性

特别需要指出的是，NB－IoT 技术能够提供一定范围的数据传输速率这取决于信道质量，或信噪比和指定区域（带宽）的资源数量另外，每个装备也有自己的功率预算，而且数台设备能够整合功率

除带宽的影响因素以外，在某些情境中 NB－IoT 设备更容易遭到信号强度的影响这些设备可以在不损失性能的情况下，通过将传输能量聚集构成更窄的带宽，进而为其他装备节省了更多带宽资源而且 NB－IoT 传输的并非资源块，而是多频传输或子载波NB－IoT 的带宽为 15kHz，而资源块的有效带宽为 180kHz，它由12个带宽为15kHz的子载波组成，两者存在显著差异，

不管信号强弱，针对信号覆盖范围内的不同情况，我们都可以通过增加带宽的方式来提升数据传输速度通过给装备分配多频或者子载波，数据传输速度最高可提升 12 倍在这种理想状态下，装备处于强信号覆盖范围内，数据的传输速率也是非常的快而在现实环境下，最好状态是 NB－IoT 装备周围有密集的基站，或大部分设备位于原始 LTE 覆盖范围内

值得注意的是，在设计 NB－IoT 的时候就要求良好的复用性，并能适应各种传输速率3GPP（标准化机构）提出的设计目标容量是每户人家 40 台装备，或者是每一个小区 52200 个（以伦敦城市为例）；而在摹拟运行中，每个小区能够连接 200，000 台设备，是原定目标的 4 倍明显，在正式发布的时候 NB－IoT 将会满足数据传输速率的要求

关于设备

要部署大规模传感器明显离不开通讯模组不同参数（如温度和湿度）的监测和反馈过程必须要经过优化对重度依赖传感器的场景应用，数据传输速率和延迟都应该更低，NB－IoT 能够满足这些需求NB－IoT 装备已经证明了能够在更低峰值的物理层数据传输（100－200kbps 范围）中工作，甚至能够支持单频传输此外 NB－IoT 装备还有其他优势例如 LTE MBB 需要两根天线，而 NB－IoT 只需要一根接收天线

窄带（NB－IoT 为 200kHz，而其他技术从 1．4MHZ 到 20MHZ 不等）的另一个优势，是数模转换的复杂度、信道估计和更低的缓冲

NB－IoT 要连接万物

● 智慧城市：

花更少的钱来追踪城市各方面的需求NB－IoT 和 LTE 让控制路灯、免费停车位、环境条件等成为可能正如上文中所提及的，NB－IoT 通讯模块具有极具竞争力的价格优势这些模块，售价预估在 5 美元左右

● 智能楼宇：

NB－IoT 能够为建筑的宽带连接提供支持使用 LPWA 络直接连接传感器到监控系统中，从而增强安全

● 计量：

智能计量的主要需求是络覆盖有些时候，仪表需要安装到偏远的农村地区或地下通过常规和小数据传输，NB－IoT 能够很好的监控燃气表和水表

● 消费市场：

Cat M1，有时候称之为 NB－IoT 替换者两项技术都能支持大规模传感器，支持各种活动程度的数据连接对消费者来讲，可穿戴设备是物联的基石物联的一个主要挑战是如何探索出可持续的商业发展模型相比较重新生产，传感器和设备的维护费用可能会更贵

小结

希望到这里你已经对 NB－IoT 有了更深入的了解，知道它是如何运作，又和其他 LPWAN 的技术有甚么差别全新的物联计划将会在更好的络和设备下启动，帮助创造一个极具吸引力的业务