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  基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things，NB-loT)成為萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只占用約180 kHz的頻段，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署的成本，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。NB-IoT支持待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、適合網(wǎng)絡(luò)要求較多設(shè)備的高效連接，同時(shí)還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。目前NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，端到端產(chǎn)業(yè)鏈也在快速發(fā)展，從終端到系統(tǒng)、應(yīng)用，整個(gè)行業(yè)都在積極推動(dòng)產(chǎn)品成熟。3GPP協(xié)議中關(guān)于NB-IoT需要EPC核心網(wǎng)支持的功能有相對(duì)明確的描述，實(shí)際建網(wǎng)時(shí)運(yùn)營(yíng)商可以采用現(xiàn)網(wǎng)EPC升級(jí)方案，也可以采取全新建網(wǎng)方案。接下來(lái)將重點(diǎn)說(shuō)明NB-IoT的技術(shù)特性及優(yōu)勢(shì)。

  一、NB-loT的技術(shù)特性

  1、快捷、靈活的部署方式。NB-IoT支持三種部署場(chǎng)景：

  在LTE頻帶以外單獨(dú)部署(Stand- -alone);

  部署在LTE的保護(hù)頻帶(Guard-band);

  部署在LTE頻帶之內(nèi)(In-band)。

  此外，NB-IoT也可以部署于以GSM/UMTS為代表的2G/3G網(wǎng)絡(luò)。

  2、更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。NB-loT上行傳輸采用3.75 kHz子載波，具備更高的功率譜密度。另外，通過(guò)編碼可以帶來(lái)3～4 dB的增益，通過(guò)最大16倍的重傳機(jī)制可以帶來(lái)3～12 dB的增益。和GPRS相比，NB-IoT的覆蓋可以提高20 dB以上，覆蓋面更廣、更深，有能力覆蓋到地下停車場(chǎng)、地下管網(wǎng)。

  3、接入容量大，建設(shè)成本低。NB-IoT可直接部署于2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的射頻與天線可以復(fù)用。在接入能力上，對(duì)于小流量、時(shí)延不敏感的應(yīng)用場(chǎng)景，NB-IoT單個(gè)扇區(qū)可以支持5～10萬(wàn)個(gè)終端的接入，較現(xiàn)有蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)高出50～100倍。因此，運(yùn)營(yíng)商只需要很低的建設(shè)成本，就可以快速形成NB-IoT的承載能力。

  4、終端低功耗。NB-IoT借助PSM和eDRX可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間，其中PSM(PowerSaving Mode，節(jié)電模式)技術(shù)是Rel-12中新增的功能，在此模式下，終端仍舊注冊(cè)在網(wǎng)但信令不可達(dá)，從而使終端更長(zhǎng)時(shí)間駐留在深睡眠，以達(dá)到省電的目的。eDRX是Rel-13中新增的功能，進(jìn)一步延長(zhǎng)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(dòng)。相對(duì)于PSM，eDRX大幅度提升了下行可達(dá)性。

  5、不支持連接態(tài)的移動(dòng)性管理。NB-IoT最初被設(shè)計(jì)為適用于移動(dòng)性支持不強(qiáng)的應(yīng)用場(chǎng)景(如智能抄表、智能停車)，同時(shí)也可簡(jiǎn)化終端的復(fù)雜度、降低終端功耗，Rel-13中NB-IoT將不支持連接態(tài)的移動(dòng)性管理，包括相關(guān)測(cè)量、測(cè)量報(bào)告、切換等。

  二、NB-IoT技術(shù)應(yīng)用

  公用事業(yè)：抄表(水、氣、電、熱) 智能水務(wù)(管網(wǎng)、漏損、質(zhì)檢)、智能滅火器/消防栓。

  區(qū)療健康：藥品溯源、運(yùn)程醫(yī)療監(jiān)測(cè)、血壓表、血糖儀、護(hù)心甲監(jiān)控。

  智慧城市：智能路燈、智能停車、城市垃圾桶管理、公共安全/報(bào)警、建筑工地/城市水位監(jiān)測(cè)。

  消費(fèi)者：可穿戴設(shè)備、自行車/助動(dòng)車防盜、智能行李箱、VIP跟蹤(小孩/老人/寵物/車輛租賃)、支付/POS機(jī)。

  農(nóng)業(yè)環(huán)境：精準(zhǔn)種植(環(huán)境參數(shù): 水/溫/光/藥/肥)、畜牧養(yǎng)殖(健康/追蹤)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品安全追溯、城市環(huán)境監(jiān)控(水污染/噪聲/空氣質(zhì)量PM2.5 )。

  物流倉(cāng)儲(chǔ)：資產(chǎn)/集裝箱跟蹤、倉(cāng)儲(chǔ)管理、車隊(duì)管理/跟蹤、冷鏈物流(狀態(tài)/追蹤)。

  智能樓字：門禁、智能HVAC、煙感/火警檢測(cè)、電梯故障/維保。

  制造行業(yè)：生產(chǎn)/設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、能源設(shè)施/油氣監(jiān)控、化工園區(qū)監(jiān)測(cè)、大型租賃設(shè)備、預(yù)測(cè)性維護(hù)(家電、機(jī)械等)。

  三、多種LPWAN技術(shù)對(duì)比

  NB-IoT目標(biāo)是典型的低速率、低頻次業(yè)務(wù)模型，相等容量的電池使用壽命可達(dá)10年以上。