引言：NB- IoT 互聯(lián)網(wǎng)是根據(jù)4G互聯(lián)網(wǎng)演變回來(lái)的，因此 它在上漲和下降的復(fù)用技術(shù)上或是沿用了4G的OFDMA和SC-FDMA。

文中共享自華為云服務(wù)小區(qū)《一文了解NB-IoT四大關(guān)鍵特性以及實(shí)現(xiàn)技術(shù)》，創(chuàng)作者： 千萬(wàn)萬(wàn) 。

在物理層，NB-IoT叫捷變蜂窩狀物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那麼它的捷變反映在什么地方呢？就是這個(gè)180KHz，它僅等同于是4G維護(hù)網(wǎng)絡(luò)帶寬的總寬。我們知道，NB-IoT互聯(lián)網(wǎng)是根據(jù)4G互聯(lián)網(wǎng)演變回來(lái)的，因此 它在上漲和下降的復(fù)用技術(shù)上或是沿用了4G的OFDMA和SC-FDMA。盡管NB-IoT的制定是根據(jù)4GLTE的，可是因?yàn)槌跣牟灰粯?，由?G的制定是為了更好地高速傳輸帶寬測(cè)試的要求，而NB-IoT的制定目地則是低速度。

因此 在實(shí)際的技術(shù)性完成上，NB-IoT也精減掉了許多多余的一部分。例如物理學(xué)無(wú)線信道和物理學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)的一部分，為了更好地降低完成的多元性，NB-IoT在上漲僅有二種物理學(xué)無(wú)線信道和一種物理學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)，在下滑就僅有三種物理學(xué)無(wú)線信道和二種物理學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)。開展無(wú)線信道和數(shù)據(jù)信號(hào)精減的首要目標(biāo)就取決于做到覆蓋面，功耗低和降低成本的目地。

在下面的內(nèi)容之中，將詳細(xì)介紹NB-IoT的四大重要特點(diǎn)及其特點(diǎn)之中所包括的建立技術(shù)性。

重要特點(diǎn)一：極低成本費(fèi)

1.1布署方法

在上原文中提及過(guò)，NB-IoT的在其中一個(gè)特性也是它能夠同時(shí)構(gòu)建在營(yíng)運(yùn)商現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)中，為此來(lái)做到成本低的目地。NB-IoT一共有三種布署方法，第一種是單獨(dú)布署，單獨(dú)部署的意思是NB-IoT可以不借助目前的LTE互聯(lián)網(wǎng)，徹底單獨(dú)出去。因此 這個(gè)方法適用GSM頻率段的重耕，由于GSM的信道帶寬是200KHz，把NB-IoT的180KHz網(wǎng)絡(luò)帶寬裝進(jìn)去非常合適了。

圖1單獨(dú)布署

第二種稱為維護(hù)帶布署，如同上本文敘述的，NB-IoT的捷變究竟有多窄呢？它窄到能夠 構(gòu)建在目前4G頻率段的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)帶寬上邊，那樣的話本來(lái)無(wú)需的這一部分資源就可以再次被運(yùn)用起來(lái)了。

圖2維護(hù)帶布署

第三種是帶內(nèi)布署，它能夠同時(shí)構(gòu)建在4G的頻段內(nèi)，學(xué)過(guò)通訊的大家應(yīng)當(dāng)會(huì)了解，在4G互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，時(shí)域和頻域被區(qū)劃為了更好地一個(gè)個(gè)小的資源塊，與此同時(shí)由于NB-IoT的制定是根據(jù)4G的，因此 它在開展網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案的情況下和4G是徹底符合的，4G的每一個(gè)小資源塊的網(wǎng)絡(luò)帶寬是180KHz，這也就是NB-IoT的系統(tǒng)軟件網(wǎng)絡(luò)帶寬是180KHz的緣故。因此 ，無(wú)論選用哪一種方法布署，NB-IoT都不容易依靠一切操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)資源。

圖3帶內(nèi)布署

之上便是在布署方法上，NB-IoT保證成本低的一個(gè)緣故。此外必須閱讀者掌握的是，目前因?yàn)榧夹g(shù)性上的限定，NB-IoT還沒(méi)法布署在LTE系統(tǒng)軟件的帶內(nèi)及其維護(hù)攜帶，因此 單獨(dú)布署依然為目前NB-IoT互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵的實(shí)施方法。

1.2ic設(shè)計(jì)

此外在處理器的制定上根據(jù)對(duì)一部分作用開展簡(jiǎn)單化來(lái)做到成本低的一個(gè)目地。華為公司根據(jù)單無(wú)線天線和半雙工和其余的一系列解決設(shè)計(jì)方案了專業(yè)用以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的Boudica150集成ic，由于針對(duì)NB-IoT而言，單無(wú)線天線和FDD半雙工就現(xiàn)已非常達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通訊要求了，根據(jù)那樣的設(shè)計(jì)方案，針對(duì)NB-IoT的摸組而言，又減少了十分多的成本費(fèi)。

重要特點(diǎn)二：超功耗低

NB-IoT為了更好地情景必須，設(shè)計(jì)方案了二種與眾不同的方式，一種是eDRX另一種是PSM。在敘述eDRX方式以前，閱讀者們最先必須掌握DRX方式。DRX這類方法，是廣泛運(yùn)用在手機(jī)里的一種通信系統(tǒng)方法。能夠 想一下，假如在最理想化的情形下，有些人愿意讓你通電話，以怎樣的方法手機(jī)上才可以確保一定能監(jiān)視到這一通信系統(tǒng)的信息內(nèi)容呢？等同于就必須手機(jī)上時(shí)時(shí)刻刻都是在等待被通信系統(tǒng)，就好像在上課的情況下專心致志的同學(xué)們，一直等待教師點(diǎn)名字叫做他解答問(wèn)題。

圖4方式原理

可是，針對(duì)手機(jī)上而言，假如時(shí)時(shí)刻刻都需要等待被通信系統(tǒng)得話，是十分費(fèi)電的。因此 ，研發(fā)人員就分析出了DRX，不持續(xù)接受（DiscontinuousReception）的那樣一種方式 。它的工作原理如圖所示5-7所顯示，圖上深藍(lán)色的單脈沖，意味著的也是智能手機(jī)在開展通信系統(tǒng)，在每一次通信系統(tǒng)以后，手機(jī)上會(huì)休息一下進(jìn)到IDLE態(tài)，進(jìn)到IDLE態(tài)后手機(jī)上會(huì)關(guān)掉接收器就等于是學(xué)生們?cè)谏险n的情況下打個(gè)盹。在DRX方式下，手機(jī)上每一次通信系統(tǒng)的間距，就稱為DRX周期時(shí)間，這一DRX周期時(shí)間能夠 是1.28s，2.56s，5.12s或是是10.24s。

圖5eDRX方式原理

可是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，這一方式依然無(wú)法達(dá)到他們所須要的功耗低，由于DRX方式是普遍應(yīng)用在手機(jī)上的方式?？墒鞘謾C(jī)上的耗電量狀況一樣也是相對(duì)比較高的，就算是只拿手機(jī)通電話發(fā)信息，也得要一天或是兩三天充一次電?？墒俏锫?lián)網(wǎng)設(shè)備所必須的是兩年乃至十幾年充一次電。因此 根據(jù)DRX這類方式，歷經(jīng)不斷地改進(jìn)就分析出了eDRX方式，也就是拓展非持續(xù)性接受（ExtendedDRX）。

就如同圖5-8所敘述的，它在DRX的根基上，設(shè)計(jì)方案了一個(gè)PTW通信系統(tǒng)周期時(shí)間，在各個(gè)對(duì)話框時(shí)間內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會(huì)通信系統(tǒng)三次，每一次通信系統(tǒng)的間距或是跟以前的DRX周期時(shí)間一樣。可是每三次通信系統(tǒng)后，它會(huì)進(jìn)到長(zhǎng)時(shí)間的休眠狀態(tài)，也就是eDRX周期時(shí)間，這一時(shí)間最多能夠 做到2.92h?？墒侵饕臅r(shí)間，營(yíng)運(yùn)商會(huì)依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和需要信息的具體情況開展設(shè)定，所以說(shuō)在這里一方面還可以反映出該方式的協(xié)調(diào)能力。

圖6PSM方式原理

或許，eDRX的這些方式針對(duì)有一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言功能損耗依然不足低，因此 就會(huì)有另一種方式，稱為PSM（PowerSavingMode，低電量模式）。簡(jiǎn)易來(lái)講便是把休眠狀態(tài)的周期時(shí)間延的更久了，由圖5-9得知，休眠狀態(tài)態(tài)最多能夠 被增加到310鐘頭，類似就是1三天上下。盡管PSM方式能夠做到的待機(jī)時(shí)間特別長(zhǎng)，可是也是會(huì)出現(xiàn)一些缺陷：在PSM方式下，網(wǎng)絡(luò)層的業(yè)務(wù)流程服務(wù)平臺(tái)假如給終端設(shè)備下發(fā)命令得話，終端設(shè)備是不容易傳輸?shù)竭@種命令的，這種命令會(huì)臨時(shí)被儲(chǔ)存在物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)里，等候終端設(shè)備被喚起后再被傳送出來(lái) 。換句話說(shuō)當(dāng)機(jī)器設(shè)備進(jìn)到PSM方式的休眠狀態(tài)態(tài)時(shí)，服務(wù)平臺(tái)層所下達(dá)的命令沒(méi)法將機(jī)器設(shè)備喚起，僅有當(dāng)機(jī)器設(shè)備到時(shí)間以后自身將自身喚起了以后，服務(wù)平臺(tái)側(cè)獲知該機(jī)器設(shè)備早已發(fā)布，才可以將指令下達(dá)。

因此 這種不一樣的方式相匹配的便是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的不一樣情景要求，比如說(shuō)共享自行車這一應(yīng)用領(lǐng)域就需要應(yīng)用DRX方式，由于如果是eDRX方式得話或許就需用客戶立在自行車前等了五分鐘它才可以全自動(dòng)開門鎖。eDRX方式就可以用在貨運(yùn)物流監(jiān)管等情景中，由于貨品在運(yùn)送時(shí)并不一定即時(shí)去監(jiān)管，只需隔一段時(shí)間去明確一下部位就可以了。PSM方式可以用在遠(yuǎn)程水表，電度表上，由于這種表里的數(shù)據(jù)信息沒(méi)必要每日去抄一次，很有可能大半個(gè)月上下去檢查一下數(shù)據(jù)信息就可以了，所以說(shuō)NB-IoT功耗低的差異方式是與情景密切相關(guān)的。開發(fā)人員必須依據(jù)不一樣的應(yīng)用領(lǐng)域靈便地去挑選不一樣的功耗低方式。

重要特點(diǎn)三：強(qiáng)力遮蓋

NB-IoT在覆蓋面層面的制定目的是在GPRS的根基上遮蓋提高20dB，假如將這一數(shù)據(jù)信息換一個(gè)視角開展展現(xiàn)，就等同于NB-IoT的遮蓋會(huì)是GPRS的三倍，而且可以比GPRS多透過(guò)兩堵墻。在其中NB-IoT做到強(qiáng)力遮蓋的機(jī)理是哪樣的呢？在其中上漲和下滑就需要分離來(lái)開展敘述了。從下滑看來(lái)，它主要是以反復(fù)推送的方法提高傳送的穩(wěn)定性來(lái)獲取很大的增益值。

圖7功率譜密度提高

就上漲而言，它具體被分成兩層面，在其中之一與下滑同樣，是經(jīng)過(guò)反復(fù)推送的方法來(lái)擴(kuò)張?jiān)鲆嬷怠Ａ硪环矫媸歉鶕?jù)NB-IoT的一個(gè)特性：該技術(shù)性能夠選用訂單載波通信開展傳送，也就是15KHz的子載波通信。這一點(diǎn)和4G不一樣，4G互聯(lián)網(wǎng)將頻帶資源在時(shí)域頻域上開展了區(qū)劃，每一次開展傳送至少也必須傳180KHz。如圖所示5-10所示，在傳送輸出功率一樣的情形下，數(shù)據(jù)信息在捷變下傳送的增益值更高。之上便是NB-IoT做到覆蓋面的緣故。

重要特點(diǎn)4：超大型聯(lián)接

最后一個(gè)特點(diǎn)是超大型聯(lián)接，那麼它的基本原理又是什么呢？閱讀者們還可以想一下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)終端設(shè)備得話務(wù)實(shí)體模型和手機(jī)有哪些的差異呢？實(shí)際上是取決于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的終端設(shè)備許多，可是每一個(gè)終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)文件不大，并且看待延遲規(guī)定都不比較敏感。可是針對(duì)手機(jī)上而言，它在一個(gè)通信基站地區(qū)范疇內(nèi)只有有著不足的使用者的緣故就取決于手機(jī)上所運(yùn)用的4G基站必須確保通信基站范疇內(nèi)的全部消費(fèi)者的通訊品質(zhì)，因此 每一個(gè)機(jī)器設(shè)備都務(wù)必以高品質(zhì)通訊開展連接。可是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，它對(duì)通訊的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有那麼高，因此 這就代表在同樣的通信基站范疇內(nèi)它就可以連接大量的終端設(shè)備，那樣就可以讓50k個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備容下在一個(gè)通信基站范疇內(nèi)，由于在其中有大批量的設(shè)施是處在睡眠狀態(tài)的。

下面的圖為NB-IoT解決方法的整體構(gòu)架，這一構(gòu)架能夠 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架聯(lián)絡(luò)起來(lái)。最先在認(rèn)知層的便是NB-IoT終端設(shè)備，以后在傳輸層最先是傳輸網(wǎng)比如說(shuō)NB-IoT通信基站再到5g核心網(wǎng)，以后再到服務(wù)平臺(tái)層的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，以后再上傳入網(wǎng)絡(luò)層的各種運(yùn)用。

圖1NB-IoT解決方法構(gòu)架

根據(jù)這一解決方法的整體構(gòu)架，接下來(lái)便是NB-IoT互聯(lián)網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)用狀況。

圖2智能停車系統(tǒng)解決方法

之上是智能停車系統(tǒng)的實(shí)例圖。在泊車這件事情上，實(shí)際上地下停車場(chǎng)管理人員也得到了十分多的挑戰(zhàn)，泊車依據(jù)情景不一樣被分成了路邊停車和房間內(nèi)泊車二種。在這兒所得到的挑戰(zhàn)就會(huì)有因?yàn)閿?shù)據(jù)信號(hào)難題，停車場(chǎng)精準(zhǔn)定位非常艱難，與此同時(shí)由于通訊摸組價(jià)錢昂貴而造成 每一個(gè)車檢器機(jī)器設(shè)備的價(jià)錢都非常高，與此同時(shí)該專用設(shè)備的功能損耗也是相對(duì)比較高的。

根據(jù)這種難題，華為公司帶來(lái)了NB-IoT的網(wǎng)上來(lái)開展摸組更換。由于應(yīng)用NB-IoT的摸組和通信基站，在都市之中的別的情景下還可以一同應(yīng)用，因此 還可以將全部大城市的設(shè)施都連接同一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，有利于保護(hù)和管理方法。與此同時(shí)由于NB-IoT的特點(diǎn)，它的功能損耗非常低，因此 使用期也合理地增加了。

圖3共享自行車解決方法

此外也有共享自行車的實(shí)例，在應(yīng)用NB-IoT摸組以前，共享自行車上的車門鎖會(huì)應(yīng)用機(jī)械密碼鎖和GPRS電控鎖的方法，可是這2種方法都沒(méi)有尤其功能強(qiáng)大。由于機(jī)械密碼鎖的共享自行車是沒(méi)有辦法更改密碼的，因此當(dāng)有些人了解登陸密碼以后就可以無(wú)盡次的應(yīng)用這臺(tái)自行車了，那樣對(duì)公司而言便會(huì)產(chǎn)生特別大的花費(fèi)外流。應(yīng)用GPRS的電控鎖也是一樣，由于GPRS電控鎖的費(fèi)用特別高，與此同時(shí)在電池充電時(shí)的艱難水平也非常大，因此 客戶體驗(yàn)感也不是特別好。

因此 華為公司帶來(lái)的解決方法就采用了NB-IoT的方法來(lái)開展通訊，為此來(lái)做到功耗低并控制成本的實(shí)際效果。

圖4智能路燈解決方法

除開智能停車系統(tǒng)和共享自行車這兩個(gè)實(shí)例以外，也有智能路燈和無(wú)線智能抄表這兩個(gè)實(shí)例。那麼在這里2個(gè)實(shí)例之中也是一樣的，應(yīng)用NB-IoT的方法給公司或企業(yè)所產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)便是能夠減少她們解決方法的費(fèi)用而且也可以提升應(yīng)用的高效率，與此同時(shí)也可以便捷她們開展統(tǒng)一管理方法。

圖5無(wú)線智能抄表解決方法