NB-IoT的概念

NB-IoT是屬于窄帶物聯網，NB-IoT技術是基于窄帶物聯網通信，不同于傳統的2G/3G/4G。NB-IoT帶寬大概只有180KHz，所占用的帶寬是非常小的，而且其使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現有網絡共存，并且能夠直接部署在GSM、UMTS或LTE網絡，即2/3/4G的網絡上，實現現有網絡的復用，降低部署成本，實現平滑升級。

作為世界上覆蓋面最大的網絡，移動網絡具有獨特的接入能力。因此，與WiFi、藍牙、ZigBee等無線連接方式相比，基于蜂窩網絡的NB-物聯網連接技術更有前景，并逐漸被作為開啟物聯網時代的關鍵，在物聯網行業已經商業化。

NB-IoT通信特點

NB-IoT具有超大覆蓋范圍，相較于4G/GPRS網絡增強20db左右強度，具有更遠的傳輸距離。其原理主要依靠：1、縮小帶寬，提升功率譜密度；2、重復發送，獲得時間分集增益。

NB-IoT網絡可接入超多連接，相比現有無線技術，同一基站下增多了50-100倍的接入數，每小區可以達到50K連接，真是實現萬物互聯所必須的海量連接。其原理在于：1、基于時延不敏感的特點，采用話務模型，保存更多接入設備的上下文，在休眠態和激活態之間切換；2、窄帶物聯網的上行調度顆粒小，資源利用率更高；3、減少空口信令交互，提升頻譜密度。

超低功耗終端在99%的時間內均處在休眠態，并集成多種節電技術，具有超常待機時間。3

NB-IoT因其適用的超低成本：NB-IoT無需重新建網，射頻和天線基本上都是復用的。場景，還具有低速率和低移動性的特點。

1、低速率。多點上行速率僅為56kbps，理想下行速率為21.25kbps；

2、低移動性。僅支持終端設備在30km/h的移動速率下實現小區切換，遠低于4G支持250km/h的速率（高鐵專網可達450km/h）。

NB-IoT傳輸特點

NB-IoT的工作狀態：

NB-IoT在默認狀態下，存在三種工作狀態，三種狀態會根據不同的配置參數進行切換，筆者認為這三種狀態較深刻地影響了NB-IoT的特性，如其對比傳統GPRS的低功耗特性，均可以從中獲得解釋，同時在后續對NB-IoT的使用和相關程序的設計時，也需要根據開發的需求與產品特性對這三種工作狀態進行合適的定制。

三種工作狀態如下：

Connected（連接態）：

模塊注冊入網后處于該狀態，可以發送和接收數據，無數據交互超過一段時間后會進入Idle模式，時間可配置。

Idle（空閑態）：

可收發數據，且接收下行數據會進入Connected狀態，無數據交互超過一段時會進入PSM模式，時間可配置。

PSM（節能模式）：

此模式下終端關閉收發信號機，不監聽無線側的尋呼，因此雖然依舊注冊在網絡，但信令不可達，無法收到下行數據，功率很小。

持續時間由核心網配置（T3412），有上行數據需要傳輸或TAU周期結束時會進入Connected態。

NB-IoT三種工作狀態一般情況的轉換過程可以總結如下：

①終端發送數據完畢處于Connected態，啟動“不活動計時器”，默認20秒，可配置范圍為1s~3600s；

②“不活動計時器”超時，終端進入Idle態，啟動及或定時器（Active-Timer【T3324】），超時時間配置范圍為2秒~186分鐘；

③Active-Timer超時，終端進入PSM狀態，TAU周期結束時進入Connected態，TAU周期【T3412】配置范圍為54分鐘~310小時。

【PS：TAU周期指的是從Idle開始到PSM模式結束】

NB-IoT終端在不同工作狀態下的情況剖析：

1、NB-IoT發送數據時處于激活態，在超過“不活動計數器”配置的超時時間后，會進入Idle空閑態；

2、空閑態引入了eDRX機制，在一個完整的Idle過程中，包含了若干個eDRX周期，eDRX周期可以通過定時器配置，范圍為20.48秒~2.92小時，而每個eDRX周期中又包含了若干個DRX尋呼周期；

3、若干個DRX尋呼周期組成一個尋呼時間窗口（PTW），尋呼時間窗口可由定時器設置，范圍為2.56s~40.96s，取值大小決定了窗口的大小和尋呼的次數；

4、在ActiveTimer超時后，NB-IoT終端由空閑態進入PSM態，在此狀態中，終端不進行尋呼，不接受下行數據，處于休眠狀態；

5、TAUTimer從終端進入空閑態時便開始計時，當計時器超時后終端會從PSM狀態退出，發起TAU操作，回到激活態（對應圖中①）；

6、當終端處于PSM態時，也可以通過主動發送上行數據令終端回到激活態（對應圖中②）。

應用場景

NB-IoT垂直行業主要集中交通行業、物流行業、衛生醫療、商品零售行業、智能抄表、公共設施、智能家居、智能農業、工業制造、企業能耗管理、企業安全防護、智慧停車、智能抄表、智慧路燈等多種應用場景。
責任編輯人：CC