窄带物联网_NB-IOT技术讲解

目录NB ‐IoT 的组建方式和优势一

物联网现状NB ‐IoT 与eMTC 物联网二

三

四NB

‐IoT 的经典应用—OFO 共享单车

物联网（IoT

）是目前发展十分快速的一个新兴行业

物联网技术在行业应用比例逐年提高物联网业务比例虽然还小，但增长迅速

一物联网现状

LPWA（Low Power Wide Area）类业务：物联网世界存在⼤量的传感类、控制类连接需求，这些连接速率要求很低，但对功耗和成本⾮常敏感，且分布很⼲、海量，现有3G/4G技术从成本上无法满⾜需求；目前2G虽然已在承担⼀部分对功耗要求相对不⾼的业务需求，

但明显还有⼤量需求无法满⾜，也不是长期发展的⽅案

目前在3GPP规范中有三种关于物联网的无线连接技术，一种是NB‐IoT(窄带物联网)，第二种是ECGSM，第三种是eMTC。ECGSM是基于GSM(2G)技术的。

由于GSM网络慢慢的退化，本文中不在讲解ECGSM。

物联网技术是低功耗广域网（LPWAN）的天下，NB‐IoT与eMTC同属低功耗广域

网技术，两者在技术上互有优劣。

NB ‐IoT ：窄带物联网（Narrow Band Internet of Things ）

eMTC ：LTE ‐M ，即LTE ‐Machine ‐to ‐Machine ，是基于LTE 演进的物联网技术，

在R12中叫Low ‐Cost MTC ，在R13中被称为LTE enhanced MTC ，即eMTC ，旨在基于现有的LTE 载波满足物联网设备需求。

注：R12与R13区别请参考《LTE 小基站优化：3GPP 演进到R13》

当然我们只知道低功耗是NB ‐IoT 、eMTC 这两种窄带LPWA 技术的核心特点之一，那么他们是怎么做到低功耗的呢?

PSM 、eDRX 可以说是NB ‐IoT 和eMTC 低功耗的左膀右臂。

二NB ‐IoT 与eMTC 物联网

1. 什么是PSM(Power Saving Mode)

PSM即低功耗模式，是3GPP R12引入的技术，其原理是允许UE在进入空闲态一段时间后，关闭信号的收发和AS(接入层)相关功能，相当于部分关机，从而减少天线、射频、信令处

理等的功耗消耗。

理而主动退出时，UE才会退出PSM模式、进入空闲态，进而进入连接态处理上下行业务。

TAU周期请求定时器(T3412)由网络侧在ATTACH和TAU消息中指定，3GPP协议规定默认为54min，最大可达310H。那么UE处理完数据之后，什么时候进入PSM模式呢?这是由另一个定时器Activer Timer(T3324，0‐255秒)决定的。UE处理完成数据之后，RRC连接会被释

放、进入空闲态，与此同时启动Active Timer，此Timer超时后，UE即进入上述PSM模式。

2. eDRX(Extended DiscontinuousReception)

eDRX即非连续接收，是3GPP R13引入的新技术。R13之前已经有DRX技术，从字面上即可

看出，eDRX是对原DRX技术的增强：支持的寻呼周期可以更长，从而达到节电目的。

40s，80s，…最大可达40min。相比以往1.28s/2.56s等DRX寻呼周期配置，eDRX耗电量显然

低很多。

PSM和eDRX虽然让终端耗电量大大降低，但都是通过长时间的“罢工”来换取的，

付出了实时性的代价。对于有远程不定期监控(如远程定位，电话呼入，配置管理等)需求

且实时性要求很高的场景，不适合开启PSM功能;如果允许一定的时延，最好采用eDRX技术、并将eDRX寻呼周期设的尽量短些(根据可接受的时延要求，最短为20s，…)。

UE可在ATTACH和TAU中请求开启PSM或(和)eDRX，但最终开启哪一种或两种均开启、

以及周期是多少均由网络侧决定。

伴随移动通信技术的不断发展，全球物联网即将迎来快速的发展。在国际运营商中，AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus 都先后开展了eMTC的商用。当然中国的三大运营商也是早早的开始了布局。

各大芯片厂家也从底层芯片上展开了布局。

1、中国电信

中国电信正在积极跟进NB‐IoT技术发展，并正式立项对NB‐IoT关键技术、终端

和业务开展研发。在具体部署方案上，将基于全覆盖的800M LTE网络部署NB‐IoT；基站同时支持LTE和NB‐IoT与800MLTE基站共享基带、射频及天馈资源。同时，为了

规避可能的频率干扰，并考虑LTE800后续演进的灵活性，优先考虑独立工作模式。

2、中国移动

对于中国移动来说，其公众物联网平台自2014年11月底正式商用,截至今年6月,用户已超过2700万。目前，中国移动正加快推进全球统一标准窄带物联网产

业成熟和物联网应用创新，构建物联网开放实验室，促进芯片和模组成熟发展，打造一张低成本、低功耗、广覆盖、高可靠的公共物联网，力争2017年实现商用。

3、中国联通

中国联通在2015年7月，建成并开放全球第一个NB‐IoT新技术示范点；2016年上半年上海迪斯尼物联网启动商用；2015年‐2016年开展了NB‐IoT业务试点及试验，目前正推进重点城市（北京、上海、广州、深圳、银川、长沙、福州）的NB‐IoT商用部署，计划在2017年实现规模商用，2018年则将开始全面推进国家范围内的商用部署。

中国联通部署在900MHz、1800MHz频段，用于NB‐IoT和VoLTE。在900MHz采用DSSS动态频谱解决方案，在1800MHz连续覆盖区域，部署5MHz带宽的LTE，在没有1800MHz连续覆盖的区域，带宽自动缩窄到3MHz，但中心频点保持不变，两侧空

出的频谱，自动部署14个GSM频点。