NB-IoT原理和优化
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1.4 NB-IoT的主要特性

物联网技术主要包括应用于局域网的物联网技术,包括Wi-Fi、ZigBee或Bluetooth(蓝牙)等,以及应用于广域网的物联网技术,包括Sigfox、LoRa和蜂窝IoT等。NB-IoT是可运营的电信网络,这是NB-IoT区别于LoRa、Sigfox、Wi-Fi、ZigBee等技术的关键。NB-IoT是一种与LTE不同的RAT(Radio Access Technology,无线接入技术),它并不支持后向兼容。但NB-IoT可与LTE共存于同一网络中,彼此之间在时频位置上区分开。

物联网的快速发展,对无线通信技术提出了更高的要求,主要是为低速率、低功耗、低成本、广覆盖和海量物联网设备连接而设计的LPWAN技术应运而生。

NB-IoT技术是基于200kHz窄带频谱的系统,可以划分为一定数量的可独立调制的窄带物理子信道,上/下行信道均采用频分复用的方式(FDM)。

只需200kHz的频谱资源,使得NB-IoT系统可以非常灵活的部署,如GSM载波Refarming部署、零散频谱的独立部署、其他制式的保护带部署。

NB-IoT允许UE通过E-UTRA接入网络服务,但其信道带宽被限制为180kHz。NB IoT的设计目标包括以下几点。

① 覆盖增强:与GSM相比,提升20dB的覆盖能力。

② 超低功耗:5Wh电池可供UE使用10年(真实的电池寿命取决于应用场景和覆盖需求)。

③ 大量的低吞吐量UE接入:单扇区可支持50000个连接。

④ 时延不敏感:上行时延可达到10s。

⑤ 低速:支持单用户上下行的速率最低为160 bit/s。

⑥ 低成本:单模组成本小于5美元。

NB-IoT的主要特性见表1-2。

表1-2 NB-IoT的主要特性

NB-IoT与FDD LTE主要技术特性对比见表1-3。

表1-3 NB-IoT与FDD LTE主要技术特性对比

NB-IoT与LTE(FDD)的功能比较见1-4。

表1-4 NB-IoT与LTE(FDD)的功能比较