NB-IoT的魅力：四大特性揭秘

引言：NB- IoT 互联网是根据4G互联网演变回来的，因此 它在上涨和下降的复用技术上或是沿用了4G的OFDMA和SC-FDMA。

文中共享自华为云服务小区《一文了解NB-IoT四大关键特性以及实现技术》，创作者： 千万万 。

在物理层，NB-IoT叫捷变蜂窝状物联网技术，那麼它的捷变反映在什么地方呢？就是这个180KHz，它仅等同于是4G维护网络带宽的总宽。我们知道，NB-IoT互联网是根据4G互联网演变回来的，因此 它在上涨和下降的复用技术上或是沿用了4G的OFDMA和SC-FDMA。尽管NB-IoT的制定是根据4GLTE的，可是因为初心不一样，由于4G的制定是为了更好地高速传输带宽测试的要求，而NB-IoT的制定目地则是低速度。

因此 在实际的技术性完成上，NB-IoT也精减掉了许多多余的一部分。例如物理学无线信道和物理学数据信号的一部分，为了更好地降低完成的多元性，NB-IoT在上涨仅有二种物理学无线信道和一种物理学数据信号，在下滑就仅有三种物理学无线信道和二种物理学数据信号。开展无线信道和数据信号精减的首要目标就取决于做到覆盖面，功耗低和降低成本的目地。

在下面的內容之中，将详细介绍NB-IoT的四大重要特点及其特点之中所包括的建立技术性。

重要特点一：极低成本费

1.1布署方法

在上原文中提及过，NB-IoT的在其中一个特性也是它能够同时构建在营运商现有的互联网中，为此来做到成本低的目地。NB-IoT一共有三种布署方法，第一种是单独布署，单独部署的意思是NB-IoT可以不借助目前的LTE互联网，彻底单独出去。因此 这个方法适用GSM频率段的重耕，由于GSM的信道带宽是200KHz，把NB-IoT的180KHz网络带宽装进去非常合适了。

图1单独布署

第二种称为维护带布署，如同上本文叙述的，NB-IoT的捷变究竟有多窄呢？它窄到能够 构建在目前4G频率段的维护网络带宽上边，那样的话本来无需的这一部分資源就可以再次被运用起来了。

图2维护带布署

第三种是带内布署，它能够同时构建在4G的频段内，学过通讯的大家应当会了解，在4G互联网内，时域和频域被区划为了更好地一个个小的資源块，与此同时由于NB-IoT的制定是根据4G的，因此 它在开展网络设计方案的情况下和4G是彻底符合的，4G的每一个小资源块的网络带宽是180KHz，这也就是NB-IoT的系统软件网络带宽是180KHz的缘故。因此 ，无论选用哪一种方法布署，NB-IoT都不容易依靠一切操作系统的数据信号資源。

图3带内布署

之上便是在布署方法上，NB-IoT保证成本低的一个缘故。此外必须阅读者掌握的是，目前因为技术性上的限定，NB-IoT还没法布署在LTE系统软件的带内及其维护携带，因此 单独布署依然为目前NB-IoT互联网关键的实施方法。

1.2ic设计

此外在处理器的制定上根据对一部分作用开展简单化来做到成本低的一个目地。华为公司根据单无线天线和半双工和其余的一系列解决设计方案了专业用以物联网技术的Boudica150集成ic，由于针对NB-IoT而言，单无线天线和FDD半双工就现已非常达到物联网技术的通讯要求了，根据那样的设计方案，针对NB-IoT的摸组而言，又减少了十分多的成本费。

重要特点二：超功耗低

NB-IoT为了更好地情景必须，设计方案了二种与众不同的方式，一种是eDRX另一种是PSM。在叙述eDRX方式以前，阅读者们最先必须掌握DRX方式。DRX这类方法，是广泛运用在手机里的一种通信系统方法。能够 想一下，假如在最理想化的情形下，有些人愿意让你通电话，以怎样的方法手机上才可以确保一定能监视到这一通信系统的信息内容呢？等同于就必须手机上时时刻刻都是在等待被通信系统，就好像在上课的情况下专心致志的同学们，一直等待教师点名字叫做他解答问题。

图4方式原理

可是，针对手机上而言，假如时时刻刻都需要等待被通信系统得话，是十分费电的。因此 ，研发人员就分析出了DRX，不持续接受（DiscontinuousReception）的那样一种方式 。它的工作原理如图所示5-7所显示，图上深蓝色的单脉冲，意味着的也是智能手机在开展通信系统，在每一次通信系统以后，手机上会休息一下进到IDLE态，进到IDLE态后手机上会关掉接收器就等于是学生们在上课的情况下打个盹。在DRX方式下，手机上每一次通信系统的间距，就称为DRX周期时间，这一DRX周期时间能够 是1.28s，2.56s，5.12s或是是10.24s。

图5eDRX方式原理

可是针对物联网设备而言，这一方式依然无法达到他们所须要的功耗低，由于DRX方式是普遍应用在手机上的方式。可是手机上的耗电量状况一样也是相对比较高的，就算是只拿手机通电话发信息，也得要一天或是两三天充一次电。可是物联网设备所必须的是两年乃至十几年充一次电。因此 根据DRX这类方式，历经不断地改进就分析出了eDRX方式，也就是拓展非持续性接受（ExtendedDRX）。

就如同图5-8所叙述的，它在DRX的根基上，设计方案了一个PTW通信系统周期时间，在各个对话框時间内，物联网设备会通信系统三次，每一次通信系统的间距或是跟以前的DRX周期时间一样。可是每三次通信系统后，它会进到长时间的休眠状态，也就是eDRX周期时间，这一時间最多能够 做到2.92h。可是主要的时间，营运商会依据物联网设备和需要信息的具体情况开展设定，所以说在这里一方面还可以反映出该方式的协调能力。

图6PSM方式原理

或许，eDRX的这些方式针对有一些物联网设备而言功能损耗依然不足低，因此 就会有另一种方式，称为PSM（PowerSavingMode，低电量模式）。简易来讲便是把休眠状态的周期时间延的更久了，由图5-9得知，休眠状态态最多能够 被增加到310钟头，类似就是1三天上下。尽管PSM方式能够做到的待机時间特别长，可是也是会出现一些缺陷：在PSM方式下，网络层的业务流程服务平台假如给终端设备下发命令得话，终端设备是不容易传输到这种命令的，这种命令会临时被储存在物联网云平台里，等候终端设备被唤起后再被传送出来 。换句话说当机器设备进到PSM方式的休眠状态态时，服务平台层所下达的命令没法将机器设备唤起，仅有当机器设备到時间以后自身将自身唤起了以后，服务平台侧获知该机器设备早已发布，才可以将指令下达。

因此 这种不一样的方式相匹配的便是物联网技术中的不一样情景要求，比如说共享自行车这一应用领域就需要应用DRX方式，由于如果是eDRX方式得话或许就需用客户立在自行车前等了五分钟它才可以全自动开门锁。eDRX方式就可以用在货运物流监管等情景中，由于货品在运送时并不一定即时去监管，只需隔一段时间去明确一下部位就可以了。PSM方式可以用在远程水表，电度表上，由于这种表里的数据信息没必要每日去抄一次，很有可能大半个月上下去检查一下数据信息就可以了，所以说NB-IoT功耗低的差异方式是与情景密切相关的。开发人员必须依据不一样的应用领域灵便地去挑选不一样的功耗低方式。

重要特点三：强力遮盖

NB-IoT在覆盖面层面的制定目的是在GPRS的根基上遮盖提高20dB，假如将这一数据信息换一个视角开展展现，就等同于NB-IoT的遮盖会是GPRS的三倍，而且可以比GPRS多透过两堵墙。在其中NB-IoT做到强力遮盖的机理是哪样的呢？在其中上涨和下滑就需要分离来开展叙述了。从下滑看来，它主要是以反复推送的方法提高传送的稳定性来获取很大的增益值。

图7功率谱密度提高

就上涨而言，它具体被分成两层面，在其中之一与下滑同样，是经过反复推送的方法来扩张增益值。另一方面是根据NB-IoT的一个特性：该技术性能够选用订单载波通信开展传送，也就是15KHz的子载波通信。这一点和4G不一样，4G互联网将频带資源在时域频域上开展了区划，每一次开展传送至少也必须传180KHz。如图所示5-10所示，在传送输出功率一样的情形下，数据信息在捷变下传送的增益值更高。之上便是NB-IoT做到覆盖面的缘故。

重要特点4：超大型联接

最后一个特点是超大型联接，那麼它的基本原理又是什么呢？阅读者们还可以想一下，物联网技术终端设备得话务实体模型和手机有哪些的差异呢？实际上是取决于物联网技术的终端设备许多，可是每一个终端设备上传的数据文件不大，并且看待延迟规定都不比较敏感。可是针对手机上而言，它在一个通信基站地区范畴内只有有着不足的使用者的缘故就取决于手机上所运用的4G基站必须确保通信基站范畴内的全部消费者的通讯品质，因此 每一个机器设备都务必以高品质通讯开展连接。可是针对物联网设备而言，它对通讯的品质标准并沒有那麼高，因此 这就代表在同样的通信基站范畴内它就可以连接大量的终端设备，那样就可以让50k个物联网设备容下在一个通信基站范畴内，由于在其中有大批量的设施是处在睡眠状态的。

下面的图为NB-IoT解决方法的整体构架，这一构架能够 和物联网技术构架联络起來。最先在认知层的便是NB-IoT终端设备，以后在传输层最先是传输网比如说NB-IoT通信基站再到5g核心网，以后再到服务平台层的物联网云平台，以后再上传入网络层的各种运用。

图1NB-IoT解决方法构架

根据这一解决方法的整体构架，接下来便是NB-IoT互联网的真实运用状况。

图2智能停车系统解决方法

之上是智能停车系统的实例图。在泊车这件事情上，实际上地下停车场管理人员也得到了十分多的挑戰，泊车依据情景不一样被分成了路边停车和房间内泊车二种。在这儿所得到的挑戰就会有因为数据信号难题，停车场精准定位非常艰难，与此同时由于通讯摸组价钱昂贵而造成 每一个车检器机器设备的价钱都非常高，与此同时该专用设备的功能损耗也是相对比较高的。

根据这种难题，华为公司带来了NB-IoT的网上来开展摸组更换。由于应用NB-IoT的摸组和通信基站，在都市之中的别的情景下还可以一同应用，因此 还可以将全部大城市的设施都连接同一个互联网内，有利于保护和管理方法。与此同时由于NB-IoT的特点，它的功能损耗非常低，因此 使用期也合理地增加了。

图3共享自行车解决方法

此外也有共享自行车的实例，在应用NB-IoT摸组以前，共享自行车上的车门锁会应用机械密码锁和GPRS电控锁的方法，可是这2种方法都没有尤其功能强大。由于机械密码锁的共享自行车是没有办法更改密码的，因此当有些人了解登陆密码以后就可以无尽次的应用这台自行车了，那样对公司而言便会产生特别大的花费外流。应用GPRS的电控锁也是一样，由于GPRS电控锁的费用特别高，与此同时在电池充电时的艰难水平也非常大，因此 客户体验感也不是特别好。

因此 华为公司带来的解决方法就采用了NB-IoT的方法来开展通讯，为此来做到功耗低并控制成本的实际效果。

图4智能路灯解决方法

除开智能停车系统和共享自行车这两个实例以外，也有智能路灯和无线智能抄表这两个实例。那麼在这里2个实例之中也是一样的，应用NB-IoT的方法给公司或企业所产生的优势便是能够减少她们解决方法的费用而且也可以提升应用的高效率，与此同时也可以便捷她们开展统一管理方法。

图5无线智能抄表解决方法