NB-IoT 技術一直以來都備受關注？這個技術究竟能用來干什么？小編特意為大家整理了一份 NB-IoT 技術實用寶典，幫助大家一起揭開 NB-IoT 的神秘面紗。

NB-IoT 是什么？

為了應對日漸強烈的物聯(lián)網需求，于是國際移動通信標準化組織 3GPP 決定制訂一個新的蜂窩物聯(lián)網(CIOT：Cellular Internet of Thing)的標準。

這個新標準要實現四個目標：

• 超強覆蓋，相對于原來 GPRS 系統(tǒng)，增加 20dB 的信號增益；

• 超低功耗，終端節(jié)點要能達到 10 年的電池壽命；

• 超低成本，終端芯片的目標定價為 1 美元，模塊定價為 2 美元；

• 超大連接，200kHz 小區(qū)容量可達 100k 用戶設備。

針對這些目標，很多通信公司及運營商都提出了自己設計的空中接口的建議方案，希望被3GPP標準化組織采納為正式標準。在 2015 年 9 月的 RAN #69 會議上，經過一番激烈 PK，最終確定了蜂窩物聯(lián)網的空中接口方案為 NB-IoT。

這個 NB-IoT 空口標準是由華為、高通、沃達豐主導的 NB-CloT 建議以及愛立信、諾基亞主導的 NB-LTE 建議融合而成，其中 NB-CIoT 的成分要更多一些，換句話說就是華為和高通在 NB-IoT 領域所擁有的核心專利數量更多。

NB-IoT 是一個空中接口標準，這個標準主要是在終端與基站 eNB 之間的約定，包括物理層與數據鏈路層的一些設計規(guī)定。

考慮到與 LTE 的兼容性，NB-IoT 標準與 LTE 的空口標準有很多相同或相似之處。比如 NB-IoT 沿用 LTE 定義的頻段號，Release 13 為 NB-IoT 指定了 14 個頻段。

NB-IoT 的多址技術，上行采用 SC-FDMA，下行采用 OFDMA;下行發(fā)射功率為 43dBm, 上行為 23dBm。調制方式以 QPSK 和 BPSK 為主。

Release 13 NB-IoT 僅支持 FDD 半雙工 type-B 模式，FDD 意味著上行和下行在頻率上分開，半雙工意味著 UE 不會同時處理接收和發(fā)送。

CIoT 接入網架構圖

CIoT 的接入網構架與LTE一樣，沒有改變。eNB 同樣是通過 S1 接口連接到 MME(Mobility Management Entity)和 S-GW(Serving GateWay)。如果要說 CIoT 接入網與 LTE 有何不同，那就是 S1 接口上傳送的是 NB-IoT 消息和數據。

NB-IoT 到底

能干啥？

NB-IoT到底能干些啥？

專業(yè)的解釋說完了，小伙伴們是否明白了呢？我們再來看看 NB-IoT 在實際生活中的應用例子，以后真的就是這個 NB 東西的天下啦。

畜牧業(yè)主要分為圈養(yǎng)和放養(yǎng)，中國的北部和西部邊疆為主要放牧區(qū)。放養(yǎng)的優(yōu)勢在于牲畜肉質品質高、降低飼料成本等，但是隨之而來的是在牲畜管理上的諸多不便。

人工放牧是最原始和最直接的辦法，但是會有一些弊端：

• 人工放養(yǎng)需要專人放養(yǎng)，浪費人力

• 人工放養(yǎng)有安全隱患，有被野生動物襲擊的危險

• 人工放養(yǎng)不善于系統(tǒng)性管理

利用 GPS+GPRS 畜牧定位系統(tǒng)可以解決這種問題。但是，牛、羊群個體規(guī)模龐大，GPRS 通訊基站容量會有不足的情況，電池續(xù)航也會存在問題。再者，農場都比較偏遠，信號覆蓋強度也會有問題…

NB-IoT 技術的誕生，完美解決一系列困擾：

• NB-IoT 能容納通訊基站用戶容量是 GPRS 的 10 倍。

• NB-IoT 擁有超低功耗，正常通信和待機電流是 mA 和 uA 級別，模塊待機時間可長達十年，從出生到宰割都無需更換電池，減少工人工作量。

• NB-IoT 擁有更強、更廣的信號覆蓋，真正實現偏遠地區(qū)數據正常傳輸。

NB-IoT 技術真正突破了 GPRS 技術的瓶頸，實現了畜牧養(yǎng)殖者之所想，在龐大的畜牧業(yè)有巨大的市場。

水氣表和我們的生活息息相關，每家每戶都會使用。最原始的方法是，人工上門抄表統(tǒng)計數據。 隨著社會的發(fā)展，人工抄表衍生出各種弊端：

• 效率低

• 人工成本高

• 記錄數據易出錯

• 業(yè)主對陌生人有戒備心理會無法進門

• 維護管理困難等

GPRS 遠程抄表從而應運而生。它解決了人工抄表一系列問題，比人工抄表技術先進，效率更高，更安全。 但是， GPRS 遠程抄表也有缺點導致無法大面積推廣：

• 通訊基站用戶容量小

• 功耗高

• 信號差

而 NB-IoT 技術的遠程抄表則解決了這一問題：

• NB-IoT 遠程抄表在繼承了 GPRS 遠程抄表功能的同時還擁有海量容量，相同基站通訊用戶容量是 GPRS 遠程抄表的 10 倍。

• 更低功耗，在相同的使用環(huán)境條件下 NB-IoT 終端模塊的待機時間可長達十年以上。

• 新技術信號覆蓋更強（可覆蓋到室內與地下室）。

• 更低的模塊成本。

綜上所述，NB-IoT 在遠程抄表方面的有很大的應用空間。

我們的城市正在快速的建設中，市政公共基礎設置的地下工程增多，井蓋的增加是不可避免的。井蓋的作用巨大，如無法及時獲取井蓋狀態(tài)信息，將有可能對人們的生命和財產造成極大的損失。目前大部分城市都是人工巡檢來管理。但是井蓋數量龐大，人工巡檢效率有限，往往無法及時準確的獲取井蓋狀態(tài)信息，從而導致各類安全隱患。

井蓋被盜或者破壞，不僅會直接造成公共財產的損失，而且還可能會對附近的行人和車輛造成不可挽回的人身傷害和經濟損失。如何排除這些安全隱患成為當務之急。

使用 NB-IoT 對井蓋進行定位監(jiān)測管理，可以及時掌握井蓋的狀態(tài)信息，并在井蓋移動或者被破壞時利用 NB-IoT 網絡向服務器發(fā)出警報通知管理人員，從而最大程度避的免傷害與損失。

使用 NB-IoT 技術進行井蓋監(jiān)測的優(yōu)勢：

• 不再需要人工巡查，數據全部自動傳輸到平臺上，節(jié)省了大量人力資源。

• NB-IoT 能容納通訊基站用戶容量是 GPRS 的 10 倍，可滿足井蓋數量龐大的需求。

• NB-IoT 擁有超低功耗，正常通信和待機電流是 mA 和 uA 級別，模塊待機時間可長達十年，極大程度的簡化了井蓋監(jiān)測在后期的維護。

• NB-IoT擁有更強、更廣的信號可覆蓋至室內和地下室，真正在井蓋監(jiān)測中實現全面覆蓋。

隨著近幾年智能家居行業(yè)的火爆，智能鎖在生活中出現的頻率也越來越高。目前智能鎖使用非機械鑰匙作為用戶識別 ID 的技術。主流技術有：感應卡，指紋識別，密碼識別，面部識別等，極大的提高了門禁的安全性。但是以上安全性的前提是通電狀態(tài)下，如果處于斷電狀態(tài)下智能鎖則形同虛設。

為了提升安全性，需要智能鎖擁有內置電池，采集各項基本數據，將數據傳輸到服務器，采集到異常數據自動向用戶發(fā)出警報。由于在智能鎖安裝后不易拆卸，所以要求智能鎖電池使用壽命長。門的位置處于封閉的樓道中，則需要更強的信號覆蓋以確保網絡數據實時傳輸。智能家居終端數量多，必須保證足夠的連接數量。最重要的是在加入以上功能后，還能保證設備成本控制在可接受范圍下。

NB-IoT 再次顯示出巨大的優(yōu)勢：

• NB-IoT 擁有低功耗的特點，僅使用兩節(jié) AA 電池可待機十年，大大減少后期維護成本。

• 超強信號覆蓋，可覆蓋室內和地下室，保證了信號穩(wěn)定性。

• 海量的連接，滿足智能家居多個終端同時連接。

每當夜幕降臨，城市中各種各樣、色彩繽紛的路燈亮起，為城市披上了一層絢麗的外衣。

但在這絢麗的外表下則隱藏著巨大缺點：

• 能源浪費：由于城市的夜晚進入后半夜后，人們已經開始休息，街上人流量開始減少，有些地段在特殊時段根本不需要過多的路燈照明，導致能源浪費，增加了不必要的成本；

• 維護困難：由于使用人工巡檢，需要大量人力，而路燈數量龐大，路燈實時狀態(tài)不能及時獲取，導致路燈故障維護、排查效率極低。

監(jiān)控中心是整個路燈監(jiān)控系統(tǒng)操作、維護、處理、統(tǒng)計、分析和監(jiān)管的中心。它集中數據管理和監(jiān)控，實現目標鎖定、快速查找等操作。它還可以自定義控制策略，分時間段控制道路兩側路燈全亮、全關、隔桿亮燈。NB-IoT 可以發(fā)揮的作用如下：

• 采用 NB-IoT 無線網絡，可以實現監(jiān)控中心的遠程分布式遠程控制。

• 路燈故障檢測功能，通過 NB-IoT 主動上報故障路燈位置。

• NB-IoT 的通信容量大，不會擔心路燈過多過于密集導致個體無法通訊的情況。

新聞報道里時常有火災發(fā)生，每一次火災都伴隨著家破人亡，每一次的場面都觸目驚心。

提高消防意識，并合理使用消防設備，才能最小程度減少損失和傷害。

煙霧傳感器是消防系統(tǒng)的哨兵，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發(fā)送信息到后臺服務器，并啟動警鈴，廣播喇叭等相關設備，服務器會自動推送信息到相關人員及部門，實現消防安全智能化。

在實際應用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線并且成本大。使用 NB-IoT 可以完全地滿足要求：

• 使用 NB-IoT 無線煙感器可避免走線困難的問題,大大節(jié)約了安裝成本。

• NB-IoT 擁有海量的連接數，同時接入的煙感器可高達到十萬個以上，可滿足海量的煙感器同時接入。

• NB-IoT 擁有超低功耗，在待機狀態(tài)下可工作十年，極大程度的降低了安裝后的維護成本。

• NB-IoT 擁有超強信號覆蓋，可覆蓋至室內和地下室。

隨著信息化和各種智能終端設備的深入發(fā)展，人員及資產定位的需求將持續(xù)升溫。位置服務領域的應用也呈現出碎片化的特點，如：智慧園區(qū)的資產盤點，醫(yī)療廢棄物跟蹤處理，寵物的定位......

如今市面上跟蹤器在廣域通信技術絕大部分基于 GSM，功耗是個大問題。GSM 的大芯片面積，高成本，相當低的覆蓋等特點，恰巧和定位跟蹤器需求相悖。GSM 的技術落后，造成定位跟蹤器的產品體驗較差，而且部分國家 GSM 已經退網或正在面臨退網，從而造成這類產品和技術延續(xù)的短缺。NB-IoT 技術的低功耗和深度覆蓋屬性，正好彌補了傳統(tǒng)通信技術的諸多不足。

以上我們只是列舉了 NB-IoT 應用的其中一部分。其實它還有很多應用場景，比如：NB-IoT 共享單車智能鎖、NB-IoT 兒童防丟失手表（紐扣）等等，限于篇幅，我們就不一一介紹了。

總而言之，NB-IoT 技術作為蜂窩物聯(lián)網的代表性技術，憑借其低功耗，廣覆蓋，低成本，小尺寸等特點，具有非常廣泛的應用前景和市場價值，值得大家予以重視和關注！