1、概念

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings，NB-IoT），NB-IoT構建于蜂窩網(wǎng)絡，只消耗大約180KHz的帶寬，使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存?？芍苯硬渴鹩贕SM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。

2、NBIOT的特點和目標

（1）超強覆蓋：相對GPRS來說，增加20db的信號增益。

（2）超低功耗：對于終端功耗的目標是：基于AA（5000mAh）電池，使用壽命可超過10年。

（3）超大連接：一個扇區(qū)能夠支持數(shù)萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。

（4）超低成本：NB-IoT無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復用的。

二、NBIOT的省電技術

1、DRX模式

DRX（DiscontinuousReception）即非連續(xù)接收，是指終端僅在必要的時間段打開接收機進入激活態(tài)，用以接收下行數(shù)據(jù)，而在剩余時間段關閉接收機進入休眠態(tài)，停止接收下行數(shù)據(jù)的一種節(jié)省終端電力消耗的工作模式。

（1）在激活期，UE將打開接收機，尋呼信道，判斷是否有有下行業(yè)務。

（2）NB-IoT的DRX周期取值范圍為：1.28s，2.56s，5.12s或者10.24s。

（3）DRX周期時長確定后：

?激活期越長，則業(yè)務處理越及時，但接收機在同一個周期內工作時間長，UE耗電量越大。

?激活期越短，則UE越省電，但接收機在同一個周期內保持關閉的時間越長，業(yè)務時延越長。

2、eDRX模式

為了節(jié)省終端功耗，同時滿足一定下行業(yè)務時延的要求，3GPP引入了擴展DRX的概念（extendedDRX，eDRX）。

（1）在每個eDRX周期內，有一個尋呼時間窗口（PagingTimeWindow，PTW），UE只在PTW內按DRX周期監(jiān)聽尋呼信道，以便接收下行業(yè)務，PTW外的時間處于睡眠態(tài)，不監(jiān)聽尋呼信道，不能接收下行業(yè)務。

（2）eDRX周期長度、PTW窗口長度可配置，UE和運營商之間進行協(xié)商，以運營商下發(fā)給UE的值為準。

（3）eDRX周期的具體配置可查看3GPPTS24.008：

（4）尋呼窗口時間表：

3、PSM模式

PSM（PowerSavingMode）的技術原理非常簡單，在PSM該狀態(tài)下，終端射頻關閉，相當于關機狀態(tài)，終端非業(yè)務期間深度休眠，不接收下行數(shù)據(jù)，只有終端主動發(fā)送上行數(shù)據(jù)（MOData）時可接收IoT平臺緩存的下行數(shù)據(jù)。

（1）終端何時進入PSM狀態(tài)，以及在PSM狀態(tài)駐留的時長由核心網(wǎng)和終端協(xié)商。

（2）進入PSM模式，雖然UE不再進行接收尋呼消息，看起來設備和網(wǎng)絡失聯(lián)，但設備仍然注冊在網(wǎng)絡中，這樣當UE從休眠喚醒后就不需重新注冊網(wǎng)絡就可以進行數(shù)據(jù)收發(fā)。

（3）PSM想喚醒可通過外部喚醒或者周期自身喚醒，外部喚醒常用的是RTC中斷喚醒（如：MT2625采用外部RTC喚醒），周期喚醒的周期是核心網(wǎng)運行商配置給NB物聯(lián)卡，周期性的喚醒。

（4）PSM自動喚醒與RTC_ENIT外部喚醒區(qū)別：

A.在PSM狀態(tài)下，通過RTC_EINT喚醒后，如果系統(tǒng)沒有其他task，則會馬上重新進行PSM狀態(tài)。如果有其他task要執(zhí)行，則會執(zhí)行task，在執(zhí)行完task之后，如果還未到周期自動喚醒，則會繼續(xù)馬上重新進入PSM模式。

B.如果是周期到了自動喚醒，則會維持Activetime后再重新進入PSM狀態(tài)。而ActiveTime可繼續(xù)業(yè)務的上行和下行。

（5）這里提一下MT2625，對于MT2625進入PSM狀態(tài)時，NB可能處于deepsleep或者deepersleep，若PSM周期為幾十分鐘比較短的時間則進入deepsleep，若PSM周期為十幾個小時比較長的時間則進入deepersleep。其他NB芯片還沒驗證過。

三、NBIOT的工作狀態(tài)

1、Connected（連接態(tài)）：

模塊注冊入網(wǎng)后處于該狀態(tài)，可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)交互超過一段時間后會進入Idle模式，時間可配置。

2、Idle（空閑態(tài)）：

可收發(fā)數(shù)據(jù)，且接收下行數(shù)據(jù)會進入Connected狀態(tài)，無數(shù)據(jù)交互超過一段時會進入PSM模式，時間可配置。

3、PSM（節(jié)能模式）：

此模式下終端關閉收發(fā)信號機，不監(jiān)聽無線側的尋呼，因此雖然依舊注冊在網(wǎng)絡，但信令不可達，無法收到下行數(shù)據(jù)，功率很小。持續(xù)時間由核心網(wǎng)配置（T3412），有上行數(shù)據(jù)需要傳輸或TAU周期結束時會進入Connected態(tài)。

4、NB-IoT三種工作狀態(tài)一般情況的轉換過程可以總結如下：

（1）終端發(fā)送數(shù)據(jù)完畢處于Connected態(tài)，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(tài)，啟動及或定時器（Active-Timer【T3324】），超時時間配置范圍為2秒~186分鐘;

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

（4）TAU周期指的是從Idle開始到PSM模式結束。

NBIOT的應用場景

1.公共事業(yè)：智能水表、智能水務、智能氣表、智能熱表。

2.智慧城市：智能停車、智能路燈、智能垃圾桶、智能窖井蓋。

3.消費電子：獨立可穿戴設備、智能自行車、慢病管理系統(tǒng)、老人小孩管理。

4.設備管理：設備狀態(tài)監(jiān)控、白色家電管理、大型公共基礎設施、管道管廊安全監(jiān)控。

5.智能建筑：環(huán)境報警系統(tǒng)、中央空調監(jiān)管、電梯物聯(lián)網(wǎng)、人防空間覆蓋。

6.指揮物流：冷鏈物流、集裝箱跟蹤、固定資產跟蹤、金融資產跟蹤。

7.農業(yè)與環(huán)境：農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、畜牧業(yè)養(yǎng)殖、空氣實時監(jiān)控、水質實時監(jiān)控。

8.其他應用：移動支付、智慧社區(qū)、智能家居、文物保護。
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