基本特性

LPWAN基本的四大能力:广覆盖、大连接、低功耗、低成本。
常见的LPWAN技术:LoRa、NB-IoT、eMTC(Cat-M)、Sigfox。

NB-IoT:Narrow Band Internet of Things

前世今生
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特点:低功耗、广覆盖、成本低、大连接
调制方式:BPSK/QPSK
工作频段:BAND5\8\3
带宽:200KHz=180KHz带宽辟出空间+两边还有10KHz的保护间隔。
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部署方式
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独立部署(Stand alone) 保护带部署(Guard band) 带内部署(In band)

NB应用系统架构

NB-IoT应用中包括NB-IoT终端,NB-IoT基站,NB-IoT核心网,IoT连接管理平台,行业应用服务器。
IoT连接管理平台的功能:提供对各种传感器、SIM卡的数据采集、管理功能,同时可以把数据开放给第三方应用系统,让各种应用能快速构建自己的物联网业务。
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NB-IoT在LTE网络的基础上进行优化而来,现网中使用基于CP的优化方式。

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低功耗

PSM

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在PSM该状态下,终端射频关闭,相当于关机状态,终端非业务期间深度休眠,不接收下行数据,只有 终端主动发送上行数据(MO Data)时可接收IoT平台缓存的下行数据。
应用场景:表类电池供电类设备

DRX

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(1)在激活期,UE将打开接收机,寻呼信道,判断是否有有下行业务。
(2)NB-IoT的DRX周期取值范围为:1.28s,2.56s,5.12s 或者10.24s。
(3)DRX周期时长确定后:

激活期越长,则业务处理越及时,但接收机在同一个周期内工作时间长,UE耗电量越大。
激活期越短,则UE越省电,但接收机在同一个周期内保持关闭的时间越长,业务时延越长。

适用场景:路灯、共享类设备等下行命令要求实时性的场景

eDRX

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(1)在每个eDRX周期内,有一个寻呼时间窗口(Paging Time Window,PTW),UE只在PTW内按DRX周期监听寻呼信道,以便接收下行业务,PTW外的时间处于睡眠态,不监听寻呼信道,不能接收下行业务。
(2)eDRX周期长度、PTW窗口长度可配置,UE和运营商之间进行协商,以运营商下发给UE的值为准。

广覆盖

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NB网络覆盖(相比2G增加23db)

 23dBm增益= 7dBm功率谱密度 +13dB重传 +3dBm的双天线 

1、功率谱密度=功率/带宽
GSM功率:2000mW 带宽:200K
NB:200mW 3.75K

相差:10/53.33=5.33 10LOG5.33=7dB

2、重传
根据香农公式的变形:
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其中r为信噪比 T为时间
NB-IoT技术就是利用此方法多次重传用时间换取信噪比。

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但t=T0为分界线,信号功率S有规律随时间线性增长,噪声功率σ2无规律,随时间呈均方根增长,所以重传也有极值。
约定NB:上行不大于128次重传,下行不大于2048次重传。
由亍NB网络的技术优势,实践证明,安装点信号覆盖RSRP>-115dBm,SINR>-3dB,终端可正常解调接入,也即可正常安装终端。

低成本

NB-IoT采用半双工的通信方式,终端不能同时发送或接收信号数据,相对于全双工方式的终端,减少了元器件的配置,节省了成本。
NB-IoT通信协议栈基于LTE设计,但它系统地简化了协议栈,使得通信单元的软件和硬件也可以相应地降低配置,节省成本。
业务低速率的数据流量,使得通信模组不需要配置大容量的缓存,减少成本。
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